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.

1. Formulieren Sie die Impuls- und die Massenbilanz für die Rakete. Wie stark sind die einzelnen Impulsströme?
2. Wie gross ist die momentane Impulsänderungsrate des Systems Rakete?
3. Wie gross ist die Beschleunigung der Rakete?

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

Lösung