Funcionamiento de un cohete en el espacio

[HiggsBoss]

Buenas a todos;
Hace tiempo salió el tema hablando con alguien de si un cohete podía propulsarse en el espacio. Yo dije que rotundamente no, que en el vacío
no se puede propulsar por la tercera ley de Newton. Ojeando rápidamente por Wikipedia sobre propulsión espacial, me ha hecho dudar. ¿Estoy en lo correcto?
Como consecuencia, un cohete que despega en la Tierra y sale al espacio se quedaría indefinidamente volando en éste, al no haber rozamiento.
Sin necesidad de combustible y sin detenerse podría ir (teóricamente) a cualquier punto del espacio sin modificar su velocidad, en cuestión de tiempo, llegaría.
¿Es correcto este razonamiento?
Un saludo!

[arivasm]

Re: Funcionamiento de un cohete en el espacio

Por supuesto que los cohetes se propulsan en el espacio vacío. La tercera ley de Newton debe aplicarse entre el cohete y las partículas de gas que salen por su tobera.

De hecho, un gran número de misiones operan en dos fases: en primer lugar se sitúa la nave en una órbita de aparcamiento alrededor de la Tierra, que se destina a la verificación del estado de la nave, para después realizar uno o varios encendidos del motor cohete encaminados a situarla en la trayectoria definitiva. Igualmente son frecuentes los encendidos durante la misma destinados a corregirla.

En este vídeo se anima una de las fases más importantes de las misiones Apolo, en este caso sincronizado con el Apolo 11: el segundo encendido de la tercera fase del Saturno V encaminado a la transferencia desde la órbita de aparcamiento hacia la de transferencia lunar:

Por otra parte, es obvio que si los cohetes no funcionasen en el vacío el regreso desde la Luna sería simplemente imposible. He aquí el despegue del Apolo 17 desde la superficie lunar.

[HiggsBoss]

Re: Funcionamiento de un cohete en el espacio

Entiendo, gracias. Interesantes vídeos. Veo entonces que estaba equivocado, pero hay una cosa que aún no me queda clara. Si es el cohete el que emite
el gas al usar el combustible, no se puede aplicar la tercera ley de Newton entre el gas y el cohete porque sale de él mismo, ¿no? Esa parte aún no la tengo clara.

[arivasm]

Re: Funcionamiento de un cohete en el espacio

Recordemos qué dice la tercera ley: si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre otro B entonces B ejerce sobre A una fuerza igual pero de sentido opuesto.

Si consideras como sistema el gas(*)+resto del cohete, como un todo, y además libre de fuerzas exteriores obviamente no puede aplicarse la 3ª ley: pues hablamos de A = cohete+gas y no hay B. Consecuencia: el centro de masa del sistema gas+resto del cohete permanece inmóvil.

(*) en realidad son los ergoles y sus productos de reacción. Para abreviar llamaré a este conjunto "gas" o gases.

Para entender el fundamento del motor cohete la aplicación de la 3ª ley debe realizarse de otra manera: por ejemplo, tomando A=gas y B=cohete. La tobera empuja los gases hacia atrás, hacia el exterior de la misma => por la 3ª ley de Newton los gases impulsan la tobera hacia adelante.

Mira el minuto 12:44 de este vídeo. Piensa que la pelota hace el papel del gas que expulsa el cohete.

Las armas retroceden exactamente por el mismo principio:

[skynet]

Re: Funcionamiento de un cohete en el espacio

Entiendo, gracias. Interesantes vídeos. Veo entonces que estaba equivocado, pero hay una cosa que aún no me queda clara. Si es el cohete el que emite
el gas al usar el combustible, no se puede aplicar la tercera ley de Newton entre el gas y el cohete porque sale de él mismo, ¿no? Esa parte aún no la tengo clara.

es cierto ... el cdm del sistema cohete+gases no cambia ... pero el cohete sí que se mueve en un sentido (y los gases en el sentido contrario) .... y es eso lo que a tí te interesa.