Comprender el momento
* Momentum: Una medida de la masa de un objeto en movimiento. Se calcula como:
* Momentum (P) =Mass (M) * Velocity (V)
* Conservación del impulso: Un principio fundamental que indica que el impulso total de un sistema cerrado permanece constante. Esto significa que el impulso del cohete cambia a medida que expulsa los gases de escape.
El momento del cohete cambia
1. Momento inicial: Antes del lanzamiento, el cohete está en reposo, por lo que su impulso inicial es cero.
2. Combustible ardiente: A medida que el cohete quema combustible, expulsa los gases calientes de la boquilla. Este gas de escape tiene impulso en la dirección opuesta al movimiento del cohete.
3. Aumento de impulso de Rocket: Para conservar el impulso, el impulso del cohete debe aumentar en la dirección opuesta. Así es como el cohete se acelera hacia arriba.
4. Disminución de la masa: A medida que el cohete quema combustible, su masa disminuye. Esto complica aún más el cálculo porque el impulso también depende de la masa cambiante.
Calculando el momento del cohete
Para calcular con precisión el impulso de un cohete, debemos considerar:
* masa instantánea (m): La masa del cohete en cualquier momento.
* Velocidad instantánea (V): La velocidad del cohete en cualquier momento dado.
La ecuación de cohete Tsiolkovsky
La ecuación de cohetes de Tsiolkovsky es una ecuación fundamental que describe cómo la velocidad de un cohete cambia a medida que quema combustible:
* ΔV =v_e * ln (m_0 / m_f)
dónde:
* ΔV: Cambio en la velocidad del cohete (velocidad final - velocidad inicial)
* v_e: Velocidad de escape del cohete
* ln: Logaritmo natural
* m_0: Masa inicial del cohete (incluido el combustible)
* m_f: Masa final del cohete (después de que se quema el combustible)
Takeaways
* El impulso de un cohete no es un valor constante.
* El cohete gana impulso al expulsar los gases de escape en la dirección opuesta.
* La ecuación de cohetes de Tsiolkovsky ayuda a calcular cómo la velocidad de un cohete cambia con el tiempo debido al consumo de combustible.
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