Cohetes y aviones a reacción

¿Cómo funcionan los cohetes a reacción?, en forma más específica, ¿cómo funcionan los motores de reacción o propulsión a chorro?

Es decir, todos lo sabemos, o pensamos que lo sabemos: el chorro de gases de la combustió impulsan el cohete hacia adelante. Sigue en forma simple la 3a ley de Newton: toda acción genera una reacción; el combustible se quema y genera una fuerza hacia atrás, por lo que la reaccción es hacia adelante y el cohete avanza. Fácil ¿no?

Pues parece obvio hasta que uno se pone a analizar más a detalle. La acción es una fuerza que puede representarse con un vector y la reacción es un fuerza exactamente de la misma magnitud y dirección, pero en sentido contrario, también puede representarse con un vector.
A primera vista, si uno hace la suma vectorial, el resultado es cero. Las fuerzas deberían anularse y el cuerpo permanecer en equilibrio.

Acción y reacción, dos fuerzas iguales en sentido contrario.

Sin embargo, los aviones a reacción, los cohetes y en general, todos los vehículos con propulsión a chorro avanzan. ¿Por qué?

Para entender esto hay que fijarse en los detalles de cómo se plantea la 3a ley de Newton: "Cuando una fuerza se ejerce sobre un cuerpo, el cuerpo ejerce otra fuera de la misma magnitud y dirección pero en sentido contrario"; es decir, la acción se ejerce desde el cuerpo o punto A sobre B y la reacción lo ejerce B sobre A.

Pongamos, por ejemplo, el caso de dos niños empujándose. El niño 1 ejecuta la acción empujando al niño 2, la reacción es la fuerza que ejerce el niño 2 sobre el niño 1.

Todos sabemos lo que pasa cuando una persona empuja a otra: aparte del empujón, la persona que empuja sufre una fuerza o impulso de retoceso; desde el punto de vista matemático es equivalente a que la persona que sufrió el empujón ejerciera una fuerza de reacción sobre el empujado.

Es decir, cada fuerza se ejerce sobre cuerpos diferentes, por eso no se pueden sumar y NO se anulan.

Ahora, un cohete (o motor a reacción en general) consiste básicamente en dos cuerpos: el motor en sí y el combustible.

La acción es ejercida por el cohete (por los quemadores del cohete que producen la ignición del combustible) sobre el combustible, quemándolo y haciendo que los gases de combustión se expndan explosivamente saliendo por las toberas y la fuerza de reacción la ejerce el combustible sobre el cohete, impulsándolo hacia adelante. La atmósfrea o gases atmosféricos no intervienen en el juego de fuerzas de un motor de reacción, por eso el cohete puede impulsarse por el espacio donde no hay atmósfera.


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