Lançamento de foguetes: uma análise introdutória da física, matemática e solução numérica

Abstract

No presente trabalho apresentamos uma breve revisão bibliográfica sobre a origem e desenvolvimento dos foguetes, sua utilização como arma e veículo de transporte. Apresentamos também uma modelagem matemática do movimento de um foguete em voo vertical, considerando aspectos físicos baseados nas Leis de Newton. Por fim, utilizamos o método de Euler como ferramenta numérica para solução das Equações Diferenciais Ordinárias que modelam o problema físico. Com este trabalho nós enfatizamos a relevância do Cálculo Numérico e do computador como ferramentas importantes para a obtenção da solução. Um programa computacional em linguagem Python foi criado para calcular a posição e a velocidade do foguete em qualquer instante após o lançamento, permitindo avaliar como forças externas influenciam no voo. Os resultados foram validados com aqueles descritos por Waters (2014), que comparou resultados numéricos obtidos via planilhas de cálculo com dados experimentais colhidos a partir um lançamento real de um modelo de foguete. Os resultados do presente trabalho, comparados aos dados experimentais, apresentaram divergências consideráveis, entretanto, são bem próximos da solução numérica apresentada pelo mesmo autor.