Raketligningen | Rapport | Fysik A

I denne rapport vil vi gå igennem den fundamentale teori og baggrund vedrørende raketter, specifikt små vanddrevende raketter. Vi går igennem raketligningen, dens funktion og udledningen af den. I form af forsøg skal vi have fundet ud af hastigheden af brændstoffet, den maksimale højde for raketten ved en given mængde vand samt tryk og indflydelsen af dysens tværsnitsareal. Derudover prøver vi at komme med lidt af vores ”egen formel” til at udregne.

Teori

Impulsbevarelse

Vi kender Newtons tredje lov om aktion og reaktion, og den gælder bestemt også for raketter, som for fremdrift ved at komme af med noget brændstof baglæns ved høj hastighed. Via dette vil raketten opnå en kraft der er fremadrettet og fremstår lige så stor. Derimod er hastigheden af raketten bundet op på massen af sig selv. Et vigtigt begreb for raketvidenskab er især impuls. Impuls beskriver forholdet mellem en massen  af et objekt og hastigheden . Formlen for impuls er som følgende: Vi ved fra Newtons 2. lov at; Accelerationens definition er ændring af hastighed pr. tid; Vi kan da gange massen op i tælleren; Da kan det ses, at tælleren er lig impulsen; Heraf kan vi se, at en partikel, der bliver påvirket af en kraft, er impulsændringen over tid.

Raketligningen

Raketligningen er en ligning, der beskriver bevægelsen af maskiner, som følger de basale grundtanker omkring en raket. Det skal være en maskine, som kan påføre en acceleration til sig selv altså en ”thrust”. Dette gøres ved at afskaffe noget af sin masse i høj fart og derved bevæge sig hurtigere p.ga impulsbevarelse. Ligningen ser således ud; Det skal noteres, at hvis  blot er , så kan det stryges. Denne formel gælder dog kun i et tyngdefrit felt. Hvor; er hastigheden af raketten i forhold til tiden t. er start hastigheden af raketten.  er hastigheden af massen i forhold til raketten. er start massen  er massen i forhold til tiden t. Som alle ved, så virker raketter på den måde at for at komme højt op i luften, så brændes der materiale af (brændstof). Hvis vi ser på nedenstående illustration; Øverst på illustrationen kan der ses en raket med en hastighed  i forhold til omgivelserne (fx observatøren), og videre har den en masse , i forhold til tiden .