rakete schubkraft

Spongebob · Gast

Meine Frage:
Hallo,

kann mir jemand erklären, wie man auf die Schubkraft der Rakete kommt?
Mein Problem ist, dass ich nicht weiß, ob die Schubkraft mit der Geschwindigkeit, die das ausströmende Gas relativ zur Rakete hat berechnet wird, oder mit der Geschwindigkeit, die das Gas relativ zu einem intertialen Bezugssystem hat, das nicht die Rakete ist.

Mir ist der Zusammenhang zwischen den 2 verschiedenen Gasgeschwindigkeiten und die vorallem die Berechnung!! dazu nicht ganz klar.

Grüße

Meine Ideen:
V ist die Geschwindigkeit, die die Rakete relativ zu einem Intertialsystem hat. Und dann gibt es ja noch die relative Geschwindigkeit des Gases zur Rakete und die tatsächliche Geschwindigkeit des Gases zu dem intertialen Bezugssystem.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18086

Ich denke, man geht aus von der Gleichung

Die Impulsänderung ist dann gegeben durch die Massenänderung der Rakete durch den ausströmenden Treibstoffes bei konstanter Ausströmgeschwindigkeit v.

Spongebob · Gast

So steht es auch in meinem Buch.
Auf einem Übungsblatt allerdings sollten wir beweisen, dass die Schubkraft folgendes ist:

mü * (relative Ausströmgeschwindigkeit - v der Rakete)

mü ist die Masse des ausgestoßenen Treibstoffs pro Zeit

Ich dachte auch, der Schub sei einfach mü * relative Ausströmgeschwindigkeit.

Das vom Übungsblatt würde ja dann bedeuten, dass die Schubkraft mit der tatsächlichen Geschwindigkeit der Gaspartikel relativ zum Intertialsystem berechnet wird, was ich allerdings sehr komisch fände.

(Komme mit dem Formeleditor noch nicht so klar, deswegen so...)

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18086

Schwer zu lesen.

Ich fände es auch komisch, den Schub = die Kraft F bezogen auf das Startsystem der Rakete und nicht auf das Ruhesystem der Rakete zu beziehen. Also man kann das natürlich machen, aber ich würde diese Kraft F nicht "Schub" nennen.

Spongebob · Gast

Wie ist dann der Zusammenhang zwischen den 3 Geschwindigkeiten. Stimmt folgendes? :

Geschwindigkeit des Gases = v Rakete - v Gase relativ zur Rakete

(Wenn man mit Geschwindigkeitsbeträgen rechnet und nicht mit Richtungsvektoren)

Mit Vektoren wenn man die Rakete in positive x-Richtung fliegen lässt müsste die Rechnung ja dann stimmen, wenn obige stimmt, aber das klingt nicht sehr sinnvoll finde ich.

-|Geschwindigkeit des Gases| = v Rakete -|v Gase relativ zur Rakete|

Wie würdet ihr die Gase in einer Gleichung in Beziehung zueinander setzen, wenn es einmal um Beträge und einmal um Vektoren geht?

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5044

Grundsätzlich geht beides. Nach dem zweiten Axiom gilt

Für die Rakete bedeutet das in ihrem Startsystem schon mal

Für die Geschwindigkeit des gerade ausgestoßenen Treibstoffs gilt im selben System

Aus der Masseerhaltung folgt für die Masseänderung des gesamten ausgestoßenen Treibstoffs

und nachdem der Treibstoff ausgestoßen wurde, wird er nicht mehr beschleunigt:

Das ergibt

Mit dem dritten Axiom

ergibt das die Beschleunigung der Rakete:

Mit F=m·a kommt beim Ansatz von TomS dasselbe raus. Es ist also Geschmackssache, wie man hier vorgeht.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18086

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5044