Rakete im Gravitationsfeld
Eine Rakete (momentane Masse 25 Tonnen) bewegt sich mit 5 km/s radial von der Erde weg. Die Gravitationsfeldstärke beträgt am Ort der Rakete 9 N/kg. Die Gase strömen mit einer Massenstromstärke von 200 kg/s und einer Geschwindigkeit von 3700 m/s zum Triebwerk hinaus.
- Formulieren Sie die Impuls- und die Massenbilanz bezüglich des Systems Rakete.
- Berechnen Sie die momentane Impulsänderungsrate der Rakete.
- Wie gross ist die Beschleunigung der Rakete?
- Wieso ist die Beschleunigung positiv, obwohl der Impulsinhalt abnimmt?
Lösungshinweis: Die Rakete tauscht mit dem Gravitationsfeld und über das ausströmende Gas Impuls aus. Die Stärke des konvektiven Impulsstromes ist gleich Geschwindigkeit des Gases bezüglich des Beobachters mal Massenstromstärke.
Quelle: Technikum Winterthur, Maschinenbau 1989