Odrzutowy samochĂłd

Samochód odrzutowy wykorzystuje do ruchu III zasadę dynamiki Newtona - balonik wypycha powietrze a wypychane powietrze "odpycha" balonik, a co za tym idzie, cały samochód.

Samochód ilustruje też II zasadę dynamiki Newtona: zmiana pędu w czasie daje nam siłę napędową samochodziku. Na zmiany pędu nakładają się zmiany prędkości uchodzącego powietrza w stronę przeciwną do kierunku ruchu samochodu oraz zmiana masy pojazdu spowodowana ucieczką powietrza.

Zabawka ta jest także ilustracją zasady zachowania pędu. Gdy układ składa się z dwóch mas (masa samochodu - m_s i masa powietrza uciekającego z balonu - m_p) to ich sumaryczny pęd powinien być zachowany. Pęd wyrzucanego powietrza v_pm_p musi być równy co do wartości, ale przeciwnie skierowany w stosunku do pędu odjeżdżającego samochodu v_sm_s:

W tym przypadku masę, jaką traci samochĂłd w wyniku wypływu powietrza z balonu, moĹźna zaniedbać. Jednak w przypadku rakiety napędzanej płynnym paliwem, tracona masa całej rakiety w wyniku wyrzutu tego paliwa jest znaczna i trzeba ją uwzględnić w obliczeniach. Przykładowo, jeśli startująca rakieta o masie M = 15 ton zuĹźywa paliwo w tempie Q = 150 kg/s, a prędkość wypływu spalin z jej dyszy wynosi v₁ = 3 km/s, to po upływie t=1 minuty wzniesie się ona na wysokość, ktĂłra dana jest wzorem:

czyli w naszym przypadku na 64 km. Powyższy wzór wynika z rozwiązania równania różniczkowego, wynikającego z zasady zachowania pędu dla rakiety zmniejszającej swoją masę:

.

Ale to juĹź trudniejsza historia...