Feladat: 3064. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Molnár Rita ,  Váry Mátyás 
Füzet: 1997/november, 506. oldal  PDF file
Témakör(ök): Egyéb folyadék- és gázáramlás, Rakéta, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1997/április: 3064. fizika feladat

Miért ,,késlekedik'' a rakéta az indítás után? A 4100kg tömegű kutatórakétából 2500m/s sebességgel áramlik ki az égéstermék, másodpercenként 16kg. Mikor indul el? (M(Másodikosoknak is!)

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A rakétából kiáramló gázok egységnyi idő alatt 250016=40000 impulzust visznek el, ekkora lendületettel rendelkeznek (SI egységrendszerben). A rakétára ható tolóerő tehát 40000N, vagyis (g=9,81m/s2-tel számolva) m=4077kg-nyi tömeg súlya.
A rakéta azért nem indul el azonnal a hajtómű bekapcsolásakor, mert túlsúlyos, 23 kg-mal nagyobb tömegű, mint amekkorát a hajtómű fel tudna emelni. Az üzemanyag elégetése miatt csökken a rakéta össztömege, s 23/161,4s késlekedés után felemelkedhet.

 Váry Mátyás (Zalaegerszeg, Zrínyi M. Gimn., III. o.t.)

 
Megjegyzések. 1. A rakéta késlekedésének ideje érzékenyen függ a nehézségi gyorsulás számértékétől. Ha a feladatban szereplő számadatokkal, de g=10m/s2 értékkel számolunk, a kérdéses időre 6,25s-ot kapunk. Ez több, mint 4-szerese a fentebb számított értéknek, pedig csak 2%-nyi hibának megfelelő kerekítést végeztünk g megadásánál!

 Molnár Rita (Eger, Szilágyi E. Gimn., III. o.t.)

2. A rakéták indításánál ténylegesen alkalmazzák a túlsúlyos megoldást, tehát a berendezés valóban ,,késlekedik''. Ez nem tervezési hiba, hanem előre megfontolt, indokolt döntés eredménye. Célja az, hogy a hajtóművek már teljes intenzitással, egyenletesen működjenek a rakéta felemelkedésekor, ne pedig ingadozó teljesítménnyel, mert az a még lassan mozgó űreszköz irányítását bizonytalanná tenné.