{"id":331,"date":"2022-07-26T23:55:07","date_gmt":"2022-07-26T23:55:07","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dereumlabs.com\/global\/?p=331"},"modified":"2022-07-26T23:55:08","modified_gmt":"2022-07-26T23:55:08","slug":"ecuacion-del-cohete-y-energia","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.dereumlabs.com\/global\/technical-articles\/ecuacion-del-cohete-y-energia\/","title":{"rendered":"Ecuaci\u00f3n del Cohete y Energ\u00eda"},"content":{"rendered":"\n

Los cohetes tienen un tama\u00f1o limitado. Solo puedes poner una cierta cantidad de propulsores a bordo de un cohete.<\/p>\n\n\n\n

Entonces, hay una cuesti\u00f3n real de cu\u00e1nto rendimiento puede salir de una cantidad dada de propulsor que puedes cargar a bordo.<\/p>\n\n\n\n

Aqu\u00ed es donde nos adentramos un poco en las matem\u00e1ticas.<\/p>\n\n\n\n

\u00bfPor qu\u00e9 es tan dif\u00edcil llegar al espacio?<\/h3>\n\n\n\n

Se necesita mucha energ\u00eda para llegar all\u00ed.<\/p>\n\n\n\n

\u00bfCu\u00e1nta energ\u00eda necesitas realmente para poner 1 kilogramo en \u00f3rbita?<\/h3>\n\n\n\n

Bueno, si recuerdas las clases de f\u00edsica de tu secundaria, hay dos formas que la energ\u00eda puede tomar. Hay energ\u00eda potencial que necesitas para levantar 1 kilogramo fuera de la superficie de la Tierra.<\/p>\n\n\n\n

Digamos que vamos a unos 400 kil\u00f3metros y no prestemos atenci\u00f3n en el hecho de que la gravedad de la Tierra es una ley de cuadrado inverso<\/em> por lo que se vuelve ligeramente m\u00e1s d\u00e9bil a medida que te vas, pero supongamos que es 9,8 metros por segundo al cuadrado, que es lo que hay aqu\u00ed en la superficie de la Tierra.<\/p>\n\n\n\n

Entonces, si tomamos 1 kilogramo, la energ\u00eda potencial que necesitas elevarlo a cierta distancia es la masa<\/strong> * la aceleraci\u00f3n gravitacional<\/strong> * la altura\u00a0 –\u00a0 <\/strong>es decir\u00a0 (mgh)<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Y calculamos los n\u00fameros aqu\u00ed.<\/p>\n\n\n\n

1 kilogramo<\/p>\n\n\n\n

9,8 metros por segundo<\/p>\n\n\n\n

400.000 metros.<\/p>\n\n\n\n

Estamos usando el sistema MKS y obtenemos alrededor de 3,9 megajoules de energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n

\"Energ\u00eda<\/figure>\n\n\n\n

Ahora la otra energ\u00eda que necesitamos es la energ\u00eda cin\u00e9tica porque si solo poner algo a 400 kil\u00f3metros en el aire y soltarlo, va a volver a caer a la tierra.<\/p>\n\n\n\n

Prepararemos m\u00e1s adelante otro blog sobre mec\u00e1nica orbital.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Pero en general para mantenerse en \u00f3rbita, se necesita ir a una velocidad bastante alta, apenas unos 8 kil\u00f3metros por segundo para estar en \u00f3rbita unos pocos kil\u00f3metros por encima de la superficie de la tierra.<\/p>\n\n\n\n

Y sabemos por tus clases de f\u00edsica de la escuela secundaria  que la energ\u00eda cin\u00e9tica es la mitad de la masa por la velocidad al cuadrado.<\/p>\n\n\n\n

Entonces tomamos la masa de 1 kilogramo,\u00a0 elevamos al cuadrado la velocidad de 8 kil\u00f3metros por segundo.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Podemos ver en la \u00f3rbita terrestre baja, la energ\u00eda cin\u00e9tica domina sobre la energ\u00eda potencial, \u00bfahora que te parece si los sumamos<\/strong>?<\/p>\n\n\n\n

Obtenemos 36 MegaJoules.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Ahora vamos a convertir la energ\u00eda porque 1 Joule por segundo es igual a un Watt.<\/p>\n\n\n\n

Y si un Joule es igual a 1 Watt\/segundo y 36 megajoules son igual a 3.6 * 10 a la s\u00e9ptima Watt\/segundos.<\/p>\n\n\n\n

\"Energ\u00eda<\/figure>\n\n\n\n

Y podemos convertir eso en Kilowatts\/hora, lo que ahora s\u00ed son las unidades que usamos para medir el consumo de la energ\u00eda el\u00e9ctrica.<\/p>\n\n\n\n

Por lo general, en M\u00e9xico pagamos un poco m\u00e1s de $ 1.70 kWh<\/p>\n\n\n\n

\"Precios<\/figure>\n\n\n\n

As\u00ed que 10 kilovatios hora, cuesta alrededor de 20 pesos.<\/p>\n\n\n\n

Esa es la cantidad de energ\u00eda que se necesita, para poner 1 kilogramo en \u00f3rbita.<\/p>\n\n\n\n

Y espero que lo encuentres sorprendente<\/strong>, porque si pudi\u00e9ramos poner esa energ\u00eda, justo en ese kilogramo, es realmente muy barato.<\/p>\n\n\n\n

Revolucionar\u00eda el negocio espacial si pudi\u00e9ramos hacer eso.<\/p>\n\n\n\n

Pero claro, tenemos que usar cohetes<\/a> para llegar al espacio y hay que llevar el propulsor que necesitas para salir en el \u00faltimo stage. As\u00ed que necesitas un propulsor para llevar el propulsor que vas a usar, y luego necesitas m\u00e1s propulsor para llevar eso, y ah\u00ed es donde se vuelve ca\u00f3tico.<\/p>\n\n\n\n

\"Cohete\"<\/figure>\n\n\n\n

Esto lo platicaremos cuando hablemos sobre las ecuaciones del cohete.<\/p>\n\n\n\n

As\u00ed que este es un resultado sorprendente para la mayor\u00eda de las personas.<\/p>\n\n\n\n

Realmente muestra lo que a veces se refiere como la maldici\u00f3n de la ecuaci\u00f3n del cohete, porque esto es con lo que tenemos que lidiar.<\/p>\n\n\n\n

No podemos poner 1 kilogramo en \u00f3rbita por el costo de $20 pesos, cuesta muchos millones.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Referencias: <\/em><\/p>\n\n\n\n

La ley del inverso del cuadrado <\/a><\/p>\n\n\n\n

Ecuaci\u00f3n del cohete de Tsiolkovski<\/a><\/p>\n\n\n\n

Energ\u00eda potencial<\/a><\/p>\n\n\n\n

Energ\u00eda cin\u00e9tica<\/a><\/p>\n\n\n\n

Tarifas CFE 2022 | Precios kWh | Tipos de tarifas dom\u00e9sticas<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Los cohetes tienen un tama\u00f1o limitado. Solo puedes poner una cierta cantidad de propulsores a bordo de un cohete. Entonces, hay una cuesti\u00f3n real de cu\u00e1nto rendimiento puede salir de una cantidad dada de propulsor que puedes cargar a bordo. Aqu\u00ed es donde nos adentramos un poco en las matem\u00e1ticas. \u00bfPor qu\u00e9 es tan dif\u00edcil […]<\/p>\n","protected":false},"author":39,"featured_media":338,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_mi_skip_tracking":false},"categories":[20],"tags":[90,8,93,94,91,19,92],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/www.dereumlabs.com\/global\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/331"}],"collection":[{"href":"http:\/\/www.dereumlabs.com\/global\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/www.dereumlabs.com\/global\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.dereumlabs.com\/global\/wp-json\/wp\/v2\/users\/39"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.dereumlabs.com\/global\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=331"}],"version-history":[{"count":1,"href":"http:\/\/www.dereumlabs.com\/global\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/331\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":340,"href":"http:\/\/www.dereumlabs.com\/global\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/331\/revisions\/340"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.dereumlabs.com\/global\/wp-json\/wp\/v2\/media\/338"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/www.dereumlabs.com\/global\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=331"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.dereumlabs.com\/global\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=331"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.dereumlabs.com\/global\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=331"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}