راکت های تبلیغاتی به قوانین حرکت نیوتن متکی هستند تا درک کنند که چگونه موشک ها سرعت و مانور را تسریع می کنند، با استفاده از این اصول، مهندسان می توانند سیستم های کارآمد را طراحی کنند و رفتار موشکی را در طول پرواز پیش بینی کنند.این مقاله بررسی مطالعات موردی واقعی و محاسبات نشان می دهد که این برنامه ها را نشان می دهد.

قانون سوم نیوتن در راکت Propulsion

قانون سوم نیوتن بیان می کند که برای هر اقدام، یک واکنش برابر و مخالف وجود دارد، اخراج توده در سرعت بالا، یک نیروی محرکه را ایجاد می کند که خودرو را به جلو می برد.نیروی تولید شده بستگی به سرعت جریان انبوه و سرعت اگزوز دارد.

به عنوان مثال، اگر یک موشک 10 کیلوگرم پروانه را در ثانیه در سرعت کامل 3000 متر یا ثانیه تخلیه کند، می توان این حرکت را به عنوان:

thrust = سرعت جریان توده ای × × ×۱۰ = ۱۰ کیلوگرم / × ۳۰۰۰ متر / s = ۳۰۰۰۰ N

درخواست قانون دوم نیوتن

قانون دوم نیوتن بیان می کند که نیروی نیروی برابر با شتاب زمان توده ای (F = ma) در فیزیک راکت است، این قانون به تعیین اینکه چگونه تغییر در توده بر شتاب اثر می گذارد، به عنوان سوخت سوختگی، جرم کاهش می یابد و بر سرعت راکت تاثیر می گذارد.

به عنوان مثال، یک راکت با جرم ۵۰۰ هزار کیلوگرم و یک نیروی ۳۰ هزار N شتاب خواهد داشت:

= F / m = 300،000 N / 500.000 کیلوگرم = 0 m / S2

بررسی موردی: موشک زحل V

زحل V که در طول ماموریت های آپولو مورد استفاده قرار می گیرد، قوانین نیوتن را در عمل نشان می دهد.این در طول پرتاب حدود 34 میلیون پوند نیرو تولید کرد. موتورهای آن مقدار زیادی از پروانه ها را در سرعت بالا اخراج کردند و نیروی لازم برای غلبه بر گرانش زمین را تولید کردند.

محاسبات بر اساس نیروی محرکه و توده ای آن نشان می دهد که چگونه قوانین نیوتن شتاب و مسیر خود را در طول صعود پیش بینی می کند. طراحی موشک سرعت جریان توده و سرعت اگزوز را برای دستیابی به عملکرد مطلوب بهینه سازی کرد.

Key Takeaways

  • قانون سوم نیوتن توضیح می دهد که چگونه اخراج توده ای باعث ایجاد قدرت می شود.
  • قانون دوم نیوتن مربوط به قدرت، توده و شتاب است.
  • راکت های دنیای واقعی بر اساس این اصول برای عملکرد بهینه طراحی شده اند.
  • محاسبات کمک می کند تا رفتار راکت را در طول مراحل مختلف پرواز پیش بینی کنند.