9.17
Im Weltraum beschleunigt eine Rakete, indem sie ihren Treibstoff verbrennt und die verbrannten Gase ausstößt. Der Betrieb der Rakete folgt der Erhaltung des linearen Impulses. Die von der Rakete ausgestoßenen Gase haben einen Impuls in die entgegengesetzte Richtung zu der Bewegung der Rakete.
Dabei ist die Masse der ausgestoßenen Gase gleich der Masse, die die Rakete verliert. Dividiert man beide Seiten durch dt und ordnet die Gleichung neu an, erhält man den Ausdruck für die Beschleunigung der Rakete.
Die Beschleunigung der Rakete nimmt kontinuierlich zu, wenn die Masse der Rakete bei konstanter Geschwindigkeit abnimmt. Das Produkt aus Masse und Beschleunigung ist die Kraft für den Flug, die von der Geschwindigkeit der ausgestoßenen Gase und der Verbrennungsgeschwindigkeit abhängt.
Durch Neuanordnen der Kraftgleichung und Integrieren der Gleichung für die Geschwindigkeit der Rakete mit Anfangs- und Endgrenzen wird die ideale Raketengleichung abgeleitet.
Die maximale Geschwindigkeit erreicht die Rakete, wenn das Verhältnis mi zu m so groß wie möglich gemacht wird, so dass der Treibstoff in erster Linie die Anfangsmasse der Rakete bildet.
Die Bewegung einer Rakete wird vom Impulserhaltungssatz bestimmt. Der Impuls einer Rakete ändert sich um den gleichen Betrag (mit umgekehrtem Vorzeich…
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