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Propulsión a chorro
En esta página, describiremos el movimiento en la dirección vertical de un dispositivo que utiliza el mecanismo de la propulsión a chorro para desplazarse. Describiremos un modelo que explica sus fundamentos, empleando solamente el principio de conservación del momento lineal y las ecuaciones del movimiento bajo la aceleración constante de la gravedad.
Al final de la página, se estudia el movimiento del dispositivo bajo la acción de una fuerza de rozamiento proporcional a la velocidad
Los calamares nadan por propulsión a chorro: absorben agua hacia el interior de su cavidad paleal, a través de aberturas situadas a cada lado de la cabeza, y la expulsan a alta presión por un sifón. Tienen la forma adecuada, hidrodinámica, que les permite moverse con gran velocidad. Los pulpos utilizan sus tentáculos para moverse por el lecho marino y emplean la propulsión a chorro solamente en situaciones de emergencia.
Supondremos que una masa m de fluido en reposo se absorbe hacia el interior de la cavidad del dispositivo (un calamar, un pulpo, un avión) de masa M, la masa de fluido m se expulsa con velocidad u relativa al dispositivo. La duración de este proceso (un pulso) es muy pequeña comparada con el intervalo τ entre dos pulsos consecutivos.
Dado que el empuje actúa en sentido contrario al peso, incluiremos su efecto reduciendo el