PROPULSIÓN A REACCIÓN


Una aplicación inmediata de la ley de conservación de la cantidad de movimiento para un sistema de partículas, es el estudio de la propulsión a reacción o propulsión a chorro que impulsa a varios tipos de vehículos (automóviles, barcos, aviones, cohetes,..). Básicamente consiste en la expulsión de un fluido a gran velocidad desde la parte trasera un vehículo haciendo que el mismo se vea impulsado en el sentido opuesto al de la expulsión. Para generar el chorro de fluido a expulsar, se utiliza frecuentemente un motor térmico que se encarga de transformar el calor procedente de la energía liberada en una reacción química (como la combustión) en el trabajo mecánico que porta el fluido.

 

Desde que se inventó en el siglo XVI la máquina de vapor la propulsión de origen térmico viene siendo ampliamente utilizada. A día de hoy, por ejemplo, la propulsión de gases expulsados por la tobera de los cohetes,  permite maniobrar a los mismos en el espacio (en donde no tienen dónde “apoyarse”), aunque, por otra parte,  en la mayoría de su trayecto las naves espaciales se suelen mover por inercia en un entorno sin apenas rozamiento y sometidas, simplemente, a los campos gravitatorios presentes.  Otra aplicación actual de la propulsión son los motores a reacción que usan los aviones comerciales. En su turbina, se introduce aire a gran velocidad, se comprime y se inyecta un combustible, para que se queme en el aire comprimido y produzca una explosión. La forma del reactor y la propia velocidad de más aire entrando por su parte delantera, hacen que la fuerza de la explosión solamente pueda ir en un sentido y empujen al avión en la misma dirección y sentido opuesto.

 

 

 

Podemos preparar en el aula un sencillo mecanismo de propulsión por aire para impulsar unos cochecitos de plástico (disponibles en tiendas de juguetes) que tienen un espacio hueco interior con salidas por dos orificios, situados respectivamente en su parte superior y trasera.  Para hacerlo, basta con taponar el orificio existente en su zona trasera y acoplar en  el orificio de su parte superior un globo inflado.

 

Entonces, al destapar el orificio existente en la parte trasera de cochecito, la presión externa (atmosférica) que se ejerce sobre el globo, le impele a vaciarse y, mientras se produce ese vaciado de aire del globo, el mismo va siendo expulsado por la parte trasera del vehículo. Por tanto, de acuerdo con la ley de conservación de la cantidad de movimiento, el cochecito es propulsado en sentido opuesto al de la emisión del aire. Así puede observarse, en el clip de video adjunto, que se filmó en 2018 en el laboratorio del IES "Cid Campeador" de Valencia.