Author's photo
Nikolas M.
fyzika - sš

Raketa

Dobry den prajem, vedel by mi niekto pomoct s vypoctom tohto prikladu. Pomaham kamosovi s fyzikou a neviem ci to dobre pocitam. Vdaka za tipy

Prílohy:
Question image
3 odpovede
1 by mala byť 15 N. 2 uloha je trošku zavadzajúca, neviem čo znamená presne at the beginning a "end of its burn". Podľa mňa by malo byť v dvojke po a, a = F/m, kde F vypočítaš z predchádzajúcej ulohy, a po b, by mala byť nula, lebo žiadna sila už nepôsobi (zrýchlenie je vždy úmerne pôsobiacej sile.)
Komentáre:
Michal C.
1, by mala byť 7,5 N, nie 15 N, lebo som počítal, Že za 2 sekundy raketa vypustí 0,25 kg paliva. Potom je tu rate - že za 1 sekundu vypusti 0,06 kg - z toho som vypočítal silu 7,5 N, co je presnejšie.
Nikolas M.
Ako si dostal 7,5? Ja mám vypočítaných zopár hodnôt, takto, ale nemyslím že dobre: F=m*a = m/t *v --> 0.06 kg/s * 120 m/s = 7,2 N ? Táto sila tlačí raketu hore, zatiaľčo dole ju ťahá gravitácia so silou: F = m(t) * 9,8, kde m(t) je hmotnosť v čase: m(t) = 0.25-0.06*t . Dvojka: a) t=0 ---> resultant force je 7,2 - 0,25*9,8=4,75N. a=F/m = 4,75 / 0,25 = 19 m/s^2 b) t= 1,9 --> resultant force je 7,2 - (0.25-1.9*0.06)*9,8 = 5.8672 N a teda podobne ako v a) sa dopočíta a=43,1414 m/s^2
Michal C.
maš to lepšie jak ja :D ale v úlohe v zadaní nie je nikde napísane že sa raketa nachádza na zemskom povrchu, a teda aj že počítame s gravitačnou silou. Ak je to na zemskom povrchu, máš pravdu. V jednotke je 7,2 N, sorry, som to zle prepočítal.
Zápis:
m0 = 0.25 kg (pôvodná hmotnosť rakety)
ṁ = 0.06 kg.s^-2 (hmotnostný prietok)
Isp = 120 m.s^-1 (špecifický impulz)

1)
1 N = 1 kg.m.s^-2
Takže vzorec na výpočet sily pôsobiacej na plyny bude F = ṁ.Isp
120 * 0.06 = 7.2N
Na raketu pôsobí opačná sila rovnakej veľkosti kvôli 3. Newtonovmu zákonu.

2)
Zrýchlenie vypočítame pomocou a = F / m
a)
Sila pôsobiaca na raketu bude rozdiel ťahu rakety a gravitačnej sily
Fg = m.g
g = 9.81 m.s^-2
F = 7.2 - (9.81 * 0.25) = 7.2 - 2.4525 = 4.7475 N
4.7475 / 0.25 = 18.99 m.s^-2

b)
Pri vyhorení bude mať raketa hmotnosť m = m0 - ṁ.t
0.25 - 0.06 * 1.9 = 0.136 kg
4.7475 / 0.136 ≈ 34.91 m.s^-2

c)
Zrýchlenie je rozdielne, pretože rovnaká sila pôsobí na rozdielnu hmotnosť.
Komentáre:
Miro Š.
Oprava; pri 2b bude sila pôsobiaca na raketu tiež iná, takže namiesto 4.7475 to bude 5.8672 5.8672 / 0.136 ≈ 43.14 m.s^-2
Nikolas M.
Vdaka pekne, potrvrdil si mi moje vysledky z komentaru vyssie.
Vyriešené!
Komentáre:
Halický P.
Ja len chcem upozorniť že hmotnosť sa mení spojito počas letu. Preto to bez diferenciálnej rovnice nepôjde.
Nikolas M.
Tak oni sa pýtajú konkrétne na dva časové rezy. A v nich poznáme potrebné údaje + je to stredoškolská fyzika. Takže takéto riešenie je postačujúce podľa môjho názoru.