Relatório do Foguete de Bicarbonato de Sódio e Vinagre

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INSTITUTO FEDERAL DO PARANÁ 
 
ÁQUILA OLIVEIRA DE ALENCAR 
GABRIELLY AURÉLIO DE ALMEIDA 
GIOVANNA HONORATO 
MAYRA RIBEIRO DOS SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FOGUETE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FOZ DO IGUAÇU 
2017 
 
 
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ÁQUILA OLIVEIRA DE ALENCAR 
GABRIELLY AURÉLIO DE ALMEIDA 
GIOVANNA HONORATO 
MAYRA RIBEIRO DOS SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FOGUETE 
 
 
Relatório sobre o foguete feito, 
apresentado à disciplina de Física 1 do 
curso Técnico em Edificações do Instituto 
Federal do Paraná – IFPR, campus Foz do 
Iguaçu, sob a orientação da professora 
Marcia Salin. 
 
 
 
 
 
 
 
 
FOZ DO IGUAÇU 
2017 
 
 
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SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO.......................................................................................................4 
2. OBJETIVO.............................................................................................................5 
3. MATERIAIS...........................................................................................................6 
4. PROCEDIMENTOS...............................................................................................7 
4.1. Montagem do Foguete........................................................................................7 
4.2. Montagem da Base.............................................................................................8 
4.3. Realizando o Lançamento..................................................................................9 
5. RESULTADOS.....................................................................................................11 
6. CONCLUSÃO.......................................................................................................13 
REFERÊNCIAS........................................................................................................14 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
Neste trabalho descreve-se a construção de um foguete utilizando garrafas 
descartáveis de refrigerante de 300ml e a montagem de um sistema de propulsão que 
funciona com bicarbonato e vinagre. Apresenta-se ainda a teoria envolvida durante o 
lançamento por meio de algumas aproximações, mostrando a aplicabilidade de 
assuntos comuns no ensino médio como segunda e terceira leis de Newton, a 
segunda lei diz que “ a Força é sempre diretamente proporcional ao produto da 
aceleração de um corpo pela sua massa”, ou seja: 
�⃗� = 𝑚�⃗� 
Onde: 
F = resultante de todas as forças que agem sobre o corpo (em N); 
M = é a massa do corpo a qual as forças atuam (em kg); 
A = é a aceleração adquirida (em m/s²). 
 
Já na terceira lei diz que, "as forças atuam sempre em pares, para toda força 
de ação, existe uma força de reação", um exemplo é, quando uma pessoa empurra 
um caixa com um força F, podemos dizer que esta é uma força de ação. Mas conforme 
essa lei, sempre que isso ocorre, há uma outra força com módulo e direção iguais, e 
sentido oposto a força de ação, esta é chamada força de reação. 
Foi calculado a velocidade de escape que seria a velocidade com que se deve 
lançar um corpo da superfície de um planeta para que ele vá para o infinito, nunca 
mais retornado. A velocidade de escape é obtida a partir da condição de que no infinito 
a energia mecânica do corpo lançado é nula. Logo: 
 
 
𝑚. 𝑣²
2
− 𝐺 
𝑚. 𝑀
𝑅
 = 0 → 𝑉𝑒 = 
√2. 𝐺. 𝑀
𝑅
 
 
 
 
 
 
 
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2. OBJETIVO 
 
O presente trabalho tem como objetivo demonstrar uma relação entre um 
fenômeno químico e físico, provando que a terceira lei de Newton está certa, lei da 
ação e reação. Também tem como objetivo calcular a velocidade de escape do 
foguete, que é a velocidade em que se deve lançar um corpo do planeta para que o 
mesmo vá ao infinito. 
 
 
 
 
 
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3. MATERIAIS 
 
Para a elaboração do foguete, foi utilizada uma garrafa pet de 300ml como 
corpo; plástico para serem feitas as aletas e nariz; cola quente para fixar bem as partes 
do foguete; tesoura, régua e compasso para montagem do nariz e das aletas. 
Já para a elaboração da base para o lançamento do foguete foi utilizado 
aproximadamente 0,5 metros de cano PVC com diâmetro de 15cm, 2 metros de cano 
PVC com diâmetro de 2,5 cm, um T e dois Joelhos de PVC também com 2,5 cm de 
diâmetro; cola quente para prender todas as partes do cano de PVC umas nas outras; 
um esquadro de 30 graus para colocar a base no ângulo desejado. 
Para a reação química necessária no lançamento do foguete, foi utilizado uma 
rolha; sacola de plástico na qual inseriu-se bicarbonato de sódio e, por fim, vinagre de 
limão. 
 
 
 
 
 
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4. PROCEDIMENTOS 
4.1. Montagem do Foguete 
 
Após reunir todos os materiais, foi feito no plástico fino um círculo com raio de 
5 centímetros, recortou-o e transformou a circunferência em um cone para ser o nariz 
do foguete. Prendeu-se bem firme, com cola quente, o cone na ponta da garrafa pet 
(Figura 1). 
Figura 1 - Nariz do foguete. 
 
FONTE: Autores, 2017. 
 
Para a parte traseira do foguete foram feitas quatro aletas plástico, com 3 cm 
de comprimento e 2 de largura cada (Figura 2), as aletas são responsáveis para que 
o foguete seja resistente as alterações do ar, saindo sempre em linha reta. 
Figura 2 - Aleta sendo presa no foguete. 
 
FONTE: Autores, 2017. 
 
 
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4.2. Montagem da Base 
 
Para ocorrer o lançamento no ângulo desejado e o foguete atingir grande 
distância, também foi necessário construir uma base feita com canos de PVC. 
Para montagem da base, foi pego um cano de PVC de aproximadamente 2 
metros e cortou-o em cinco partes praticamente iguais. Juntou-se então três partes 
formando um T e, em seguida, as outras duas partes restantes foram inserias nos dois 
lados, formando uma letra E. Por fim, com auxílio de um esquadro levantou-se o cano 
do meio para o ângulo de 30°, como mostra a Figura 3 abaixo. 
 
Figura 3 – Base do foguete feita com canos de PVC. 
 
FONTE: Autores, 2017. 
Em seguida colou com fita crepe e cola quente um cano e 10 cm em cima do 
cano de PVC de 2,5 cm (Figura 4), após isso colocou-se dentro do cano uma base 
de plástico, não permitindo que a rolha fosse perdida. 
 
Figura 4 – Segundo cano de PVC. 
 
FONTE: Autores, 2017 
 
 
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4.3. Realizando o Lançamento 
 
Na realização do lançamento, colocou-se em uma sacola, dobrada 
cuidadosamente de modo que o bicarbonato dentro dela sai-se gradualmente e 
amarrou-se a ponta da sacola com um barbante. Após isso, foi colocado uma 
quantidade média de 1/4 de vinagre de limão direto no foguete, inseriu-se o plástico 
da sacola com bicarbonato dentro da garrafa e encaixou-se o foguete na rolha, e 
colocou-o dentro do cano de 10cm. 
 
 
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5. RESULTADOS 
 
Escolheu-se um grau de lançamento de 30° pois o foguete fica mais tempo no 
eixo x, logo prefere-se este angulo, pois, a foguete ira mais longe. 
Após muitas tentativas percebeu-se que para o foguete ir mais longe, teria 
que haver mais pressão dentro, logo liberar mais CO2, para isso fez usou um outra 
garrafa, sendo garrafa 1 maior (2 L), que demanda mais produto e reagente para a 
garrafa voar, e a garrafa 2 uma garrafa menor (300 ml), na qual demanda menos 
produto e menos reagentes. Segue a Tabela 1 de análises sobre o lançamento. 
 
Tabela 1 – Distâncias percorridas nos testes. 
Ângulo Rolha Distância 
45° 1 1 m 
30° 1 3,7 m 
30° 2 8 m 
45° 2 4 m 
FONTE: Autores, 2017 
 
Fez-se a escolha de uma garrafa menor, pois a pressãodentro dela é maior 
que em uma garrafa de 2 litros, pois a reação de bicarbonato e vinagre é uma reação 
consideravelmente franca, também fez-se o isolamento das forças que reagem em na 
garrafa menor (Figura 5) e a força peso neste caso é menor que em uma garrafa pet 
de 2L, pois a de 2L demanda mais produtos e reagentes para começar a se deslocar, 
já a garrafa menor não. 
Figura 5 – Distribuição de forças. 
 
FONTE: Autores, 2017. 
 
 
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Para que consigamos lançar o foguete produzido neste relatório para fora de 
nossa atmosfera, com velocidade inicial, desde que o valor da velocidade inicial 
v0 esteja igual ou maior que uma velocidade vE denominada velocidade de escape. 
Para calcular o valor de vE é necessário usar a conservação da energia 
mecânica e adotar que a energia cinética e a energia potencial do corpo se anule no 
infinito. Sendo Eci e Epi as energias cinética e potencial no lançamento e Ecf e Epf as 
energias cinética e potencial no infinito, teremos: 
 
 
 
 
 
 
Onde: 
vE – é a velocidade de escape 
G – é a constante gravitacional 
R – é o raio do planeta 
M – é a massa do planeta 
 
Ressaltando que, o valor da velocidade de escape não depende da direção 
em que o corpo é lançado. Calcule o valor da velocidade de escape do planeta Terra, 
sabendo que: 
 
Sua massa é M = 5,98 x 1024 kg 
 
Seu raio médio é R = 6,38 x 106 m. 
 
Então, utilizando a equação acima temos: 
 
 
 
 
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6. CONCLUSÃO 
 
O foguete de garrafa PET aborda uma grande quantidade de fenômenos 
físicos, e assim, permitindo a interação entre diversas áreas da Física e da Química. 
O princípio de funcionamento do motor de foguete baseia-se na terceira lei de Newton, 
a lei da ação e reação, que diz que "a toda ação corresponde uma reação, com a 
mesma intensidade, mesma direção e sentido contrário". 
O foguete foi realizado a partir da reação química entre vinagre, e bicarbonato, 
que juntos reagiu e liberam CO2, essa reação dentro de um corpo vedado irá produzir 
uma pressão. Para entender como isso ocorre tem que levar em consideração a 
terceira lei de Newton, dentro do foguete há uma pressão sendo exercitada, e pode-
se concluir que dentro de uma garrafa Pet aonde existe uma rolha na sua tampa, o 
objeto mais vulnerável a essa pressão sendo assim a pressão sobre a rolha aponta 
para baixo e no exato momento que a Pet não está mais vedada e ou seja a rolha se 
desloca por conta da grande pressão, o corpo será lançado para cima, sentido oposto 
à da pressão. 
 
(2 H3C – COOH(aq) + Na2CO3(s) → 2H3C – COONa(aq) + H2O(l) + CO2(g) 
 
Segundo a reação, a solução aquosa de ácido etanoico (vinagre) reage com 
bicarbonato de sódio sólido para formar etanoato de sódio aquoso, água liquida e 
dióxido de carbono gasoso. O dióxido de carbono é o responsável pela elevação da 
pressão no interior do aparelho e, ao ser liberada da trava de segurança do lançador 
o impulsiona no sentido contrário ao seu sentido de escape, conforme previsto pela 
lei da ação-reação de Newton. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
 
BARBOSA, Joaquim de Oliveira; PINHEIRO, Gabriel Antunes; MARCÍLIO, Débora 
Campos. FOGUETE DE GARRAFA PET. Cuiabá: IFMT, 2013. Disponível em: 
<http://jornada.cba.ifmt.edu.br/jornada/index.php/jornada2013/jornada2013/paper/vie
wFile/66/37>. Acesso em: 29 maio 2017. 
 
MARQUES, Jullianne. Relatório do foguete movido a vinagre e 
bicarbonato. 2011. Disponível em: 
<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAe4yYAB/relatorio-foguete-movido-a-
vinagre-bicarbonato>. Acesso em: 26 jun. 2017. 
 
SÓ FÍSICA. DINÂMICA. Disponível em: 
<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/leisdenewton.php>. 
Acesso em: 26 jun. 2017. 
 
SOUZA, James Alves de. Um foguete de garrafas PET. 2007. Disponível em: 
<http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol8/Num2/v08n02a02.pdf>. Acesso em: 26 nov. 
2017.