9.18
로켓이 발사될 때 초기 운동은 지구의 중력장의 영향을 받습니다. 로켓이 위로 이동함에 따라 외부 중력은 로켓의 움직임과 반대되는 방향으로 작용합니다.
시간 dt에 작용하는 이 힘은 로켓과 연료 시스템의 운동량 변화와 동일한 충격을 가합니다.
여기서 속도 v로 움직이는 질량 m의 로켓의 초기 운동량은 mv입니다. 또한 최종 운동량은 로켓의 운동량과 방출된 가스의 합입니다.
연소로 인해 음의 y 방향으로 이동하는 방출된 가스의 운동량은 질량과 상대 속도의 곱입니다.
결과적으로 로켓의 운동량은 질량이 dmex만큼 감소하고 속도가 dv만큼 증가한 곱입니다.
여기서, dmex는 로켓의 질량 감소에서 dm을 뺀 값에 해당한다. 모든 시간 dt에서, 로켓의 운동은 1차원이다; 따라서, 위 방정식의 크기를 고려하고 더 단순화하면, 더 작은 항들을 무시하고, dv에 대한 표현식이 도출된다.
로켓의 크기는 일반 사람들이 사용하는 작은 폭죽부터 한때 달을 향해 막대한 탑재량을 발사했던 거대한 새턴 V까지 다양합니다. 모든 로켓, 제트 엔진, 수축하는 풍선, 심지어 오징어와 문어의 추진력은 동일한 물리적 원리, 즉 뉴턴의 제3운동법칙으로 설명됩니다. 물질은 시…