Rakétamozgás – Pályák
Bevezető feladat
A rakétamozgást jól modellezi az a kísérlet, ha egy felfújt léggömböt szabad nyílással elengedünk. A levegő egyik irányban nagy sebességgel áramlik kifelé, ellenhatásként viszont a léggömb a másik irányban indul el, és cikázva száguldozik, amíg van benne „üzemanyag”, azaz nagy nyomású levegő. (Ha drótpályát biztosítunk, akkor egyenes vonalú pályán mozog.) Ez csak modell, a valódi rakéták mozgatásához szükséges tolóerőt az égési gázok kilövellésével érik el. A drótpályára szívószálon keresztül rögzítsük a léggömböt, így egyenes vonalú pályán mozog!
Az animáció segítségével tanulmányozd a rakéták sebességét és figyeld meg, hogy a sebesség függvényében milyen pályákon mozoghatnak a rakéták!
1. feladat
Mindenféle változtatás nélkül indítsd el az animációt! Mit tapasztalsz? a) Hogyan változik a sebesség az idő függvényében? b) Mit gondolsz, miért nem növekszik a rakéta sebessége tovább egy idő után? c) A gyorsulás után milyen alakú pályán mozog a rakéta és mekkora ekkor a sebessége? d) Ha végignézed az animációt, észreveheted, hogy a rakéta alja leválik egy idő után. Hogy hívják az ilyen rakétát és miért van rá szükség?
2. feladat
Változtasd először az üzemanyag mennyiségét („c” csúszka) és jegyezd fel az elért maximális sebességeket, illetve a maximális sebességek eléréséhez szükséges időket! Mit tapasztalsz?
3. feladat
Változtasd a kiáramló gáz sebességét („a” csúszka) és figyeld meg, milyen hatással van a görbe menetére és a maximális sebesség értékére a változás!
4. feladat
Változtasd a rakéta saját tömegét („b” csúszka) és figyeld meg, milyen hatással van a görbe menetére és a maximális sebesség értékére a változás!
5. feladat
A paraméterek változtatásával állíts be az első kozmikus sebességnél (7,91 km/s) nagyobb végsebességet! Indítsd el az animációt! Mit tapasztalsz?
6. feladat
Nézz utána! a) Hogyan érik el az üzemanyagok nagy gázkiáramlási sebességét? b) Milyen üzemanyagokat használnak rakétáknál?