Wie groß ist die Nettokraft auf eine Rakete unmittelbar nach der Zündung?

Als ich kürzlich einen Raketenstart beobachtete, hatte ich einen Gedanken, der mich ein wenig verwirrte, was die grundlegende Physik eines Raketenstarts betrifft.

Vor der Zündung erfährt die Rakete keine Nettokraft: Die Größe der Normalkraft minus der Größe der Schwerkraft heben sich gegenseitig auf.

Nach dem Abheben erfährt die Rakete eine Nettokraft: Die Schubkraft minus der Schwerkraft ergibt eine positive Nettokraft nach oben.

Im Moment der Zündung gibt es jedoch drei Kräfte: die Normalkraft, die Schwerkraft und den Schub (nehmen wir der Einfachheit halber an, dass der Motor sofort bei 100 % ist).

Im letzteren Szenario würde ich denken, dass die Nettokraft die Normalkraft + die Schubkraft - die Schwerkraft wäre. Im Vergleich zu den Kräften nach dem Abheben gibt es hier eine zusätzliche Aufwärtskraft (Normalkraft). Würde also im Moment der Zündung eine insgesamt größere Nettokraft auf die Rakete wirken als nach dem Abheben? Ich bin mir sicher, dass ich hier etwas vermisse, aber ich kann es nicht herausfinden!

Diagramm, mit dem ich zu lange für die Visualisierung verbracht habe:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

(+1) für das Diagramm. Hoffentlich explodiert deine Rakete nicht bei der Landung.
@najkim Beachten Sie, dass ich nur erwähnt habe, einen Raketenstart zu beobachten;)

Antworten (2)

Sie können das gleiche Problem mit einer Masse haben, die auf einem Tisch sitzt. Ist die Masse allein, heben sich Gravitation und Reaktion auf. Wenn Sie es aufheben, beschleunigen die Schwerkraft und Ihre Kraft die Masse nach oben. Was passiert, wenn Sie es abholen?

Die Reaktionskraft stellt sich gerade so stark ein, dass die Masse nicht in die Tischplatte eindringt. Es ist immer eine Kraft vom Tisch entfernt. Es hält die Masse nie unten. Wenn die Masse dort sitzt, ist die Größe gleich dem Gewicht der Masse.

Wenn Sie die Masse ein wenig anheben, heben Sie die Schwerkraft teilweise auf. Die Reaktion ist gerade stark genug, um den Rest aufzuheben.

Wenn Sie mit der gleichen Kraft wie das Gewicht anheben, sinkt die Reaktion auf 0 .

Wenn Sie das mit einer stärkeren Kraft anheben, ist die Reaktion still 0 und die Masse beschleunigt nach oben.

Natürlich baut sich die Schubkraft in Wirklichkeit über ein endliches Zeitintervall von Null bis zum Maximum auf, und die Reaktionskraft nimmt entsprechend allmählich ab, bis sie Null ist und jeder weitere Schub zum Abheben führt.

Da echte Materialien nicht perfekt starr sind, kommt es zu einer gewissen Materialverformung durch die Wirkung / Reaktion normaler Kräfte zwischen der Rakete und dem Pad. Für den Bruchteil einer Sekunde nach der Zündung können Sie also eine leichte Kraft betrachten, die durch das Biegen der Materialien hinzugefügt wird, wenn sie zu ihrem Fließpunkt zurückkehren, wenn der Schwerkraft Schub entgegenwirkt.

Wie groß ist die Nettokraft auf eine Rakete unmittelbar nach der Zündung?
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