Frage von BlackBirdG, 41

Wie ist folgende Aufgabe (Physik - Dynamik) zu lösen?

Auf eine vertikal stehende Rakete der Masse 36'000 kg wirkt beim Start eine konstante Schubrakft von 90 kN. Wie viel gewinnt sie in den ersten 10 Sekunden an Höhe?

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 10

So gar nicht.

Zum einen ist der Schub zu gering, um die Rakete abheben zu lassen. Dazu müsste der Schub stärker sein als die Gewichtskraft.

Zum anderen ist es typisch für Raketen, dass sie sehr schnell an Masse (Brennstoff) verlieren und diesen Effekt darf man da keinesfalls außer acht lassen. Das sieht man z.B. deutlich, wenn große Raketen starten. Da reicht anfangs der Schub gerade mal dazu, die Rakete ganz langsam abzuheben, aber so schnell wie die Masser abnimmt, nimmt dann die Beschleunigung zu. Also ohne Angaben zum Brennstoffverbrauch lässt sich das nicht rechnen.

Antwort
von Viktor1, 16

Garnichts. Die Schubkraft ist ja noch niedriger als die Gewichtskraft.(360 kN)
Ansonsten ist mit den bekannten Formeln
F=m*a
a=F/m
s=a*(t^2)/2  s=h
zu rechnen wobei F die resultierende Kraft aus Schub und Gewicht ist.

Antwort
von quiqueg64, 18

man muss eine gleichung aufstellen aus der hervorgeht in welche richtung die kräfte wirken, daher macht man ein freikörperbild. das sieht im falle einer waagrechten bewegung anders aus als bei einer senkrechten. daher wenn alle kräfte in z richtung wirken wie die erdbeschleunigung dann ist

m*d2z/dt2=fs-m*g jetzt musst du nur noch zahleneinsetzen und erhältst eine zahl für d2z/dt2 das eine beschleunigung bedeutet, da es eine gleichmässige beschleunigte bewegung ist und setzt dann ein 

s=a*t*t/2 mit a der errechnete wert und t=10 s

Kommentar von quiqueg64 ,

fs ist gegeben mit 90kN

Kommentar von BlackBirdG ,

Was ist d2z?

Antwort
von Fredi2721, 11

36.000kg sind 353160 N Gewichtskraft der Rakete bei einer Erdbeschleunigung von 9,81 m/s²

Rechnung:

36000 kg *9,81 N/kg = 353160 N

Dies ist nun die Kraft, die nach unten wirkt.

Nach oben wirkt die Schubkraft der Rakete mit 90 kN

90 kN = 90000 N

Die Resultierende Kraft, die nach oben wirkt ist somit

90000 N - 353160 N = -263160 N

Damit wirkt die Resultierende Kraft nach unten und die Rakete bleibt am Boden.

Antwort
von momo621, 18

Ich habe irgendwie 900 meter sicher bin ich mir aber nicht

Kommentar von BlackBirdG ,

Und was hast du gerechnet dabei?

Kommentar von momo621 ,

da gibt es ne app zu die ich genutzt hab matheexperte , kannst du in der app unter physik auf dynamik und dann auf das 2. drücken da deine werte eingeben und voila da sind die lösungen und rechenwege

Kommentar von Viktor1 ,

Und damit hast du dem Fragesteller geholfen, wie das zu berechnen ist. Hervorragend !

irgendwie 900 meter 

Und das ist auch noch falsch, so oder so - hervorragend !

sicher bin ich mir aber nicht

das ist der Hammer - hervorragend.

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