Het gas die uit de onderkant van de raket komt levert een kracht op de ondergrond, die op haar beurt een even grote, tegengestelde kracht levert op het gas en uiteindelijk de lancering tot stand brengt (3e Wet van Newton). Maar als in de (lege) ruimte geen materie aanwezig is, wat levert dan de reactiekracht die een versnelling kan veroorzaken?
Bij een auto doet de motor de wielen draaien en de wielen zetten zich af tegen de grond. De schroef van een boot zet zich af tegen het water, maar een raketmotor werkt volgens een ander prinicipe waarbij er niets nodig is om zich tegen af te zetten. Hij moet inderdaad zoals je zegt ook in het vacuum kunnen werken. Het principe is het behoud van impuls.
Wat is impuls ?
De impuls van een bewegende massa is het produkt van de massa x de snelheid
p = m.v
Behoud van impuls kan nu als volgt worden toegepast. Stel dat een massa van 10 kg en een massa van 2 kg eerst tegen elkaar zitten (en niet bewegen zodat de impuls nul is) en dan met een onderlinge snelheid van bijvoorbeeld 6 m/s uit elkaar bewegen door een of ander intern mechanisme. Dan zal de zware massa (die 5/6 van de totale beginmassa uitmaakt) 1/6 van de snelheid krijgen, en de lichte massa (die 1/6 van de totale beginmassa uitmaakt) 5/6 van de snelheid krijgen. Met andere woorden, de zware massa beweegt met 2 m/s en de lichte met -10 m/s. Vanwaar dat minteken ? Omdat snelheid ook een richting heeft, en de twee snelheden tegengesteld zijn, moet je een van de twee negatief nemen en de andere positief.
Wat is na de splitsing de totale impuls ?
10 kg . 2 m/s + 2 kg . (-10) m>/s = nog steeds nul !
De totale impuls is dus behouden.
Ook als ze eerst samen bewegen met bijvoorbeeld 25 m/s, ( de totale impuls is dan 12 . 25 = 300) zal er na de spliting nog steeds behoud van impuls zijn : 10 ( 25 + 2 ) + 2 ( 25 - 10 ) = 300
En nu onze raket :
Dit gebeurt nu bij een raket : In de raketmotor wordt een hoeveelheid massa (namelijk de gassen die uit de brandstof ontstaan) achteraan met enorme snelheid uitgestoten. Door het behoud van impuls wordt de rest van de raket (dus de raket zelf + de nog resterende brandstof) omgekeerd evenredig naar voren versneld. Als een raket van 100 ton 1 ton uitstoot aan 3000 km/u, zal ze zelf dus met ongeveer 30 km/u naar voren versneld worden door het behoud van impuls.
Een raket zet zich dus niet af tegen een of ander extern medium, maar gehoorzaamt braafjes de wet van behoud van impuls. Vacuum of niet, maakt niets uit. Integendeel, hij werkt zelfs beter in vacuum want daar is geen luchtweerstand.
Het leuke aan een raketmotor is ook dat hij steeds efficienter wordt, ook al blijft hij zelf aan een constante uitstoot werken. Immers ,hoe meer brandstof verbruikt wordt, hoe minder resterende massa er nog moet versneld worden, dus hoe beter die versnelling wordt.
Er zijn nog geen reacties op deze vraag.
Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.
© 2008-2025
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door Eos wetenschap. Voor vragen over het platform kan je terecht bij liam.verbinnen@eos.be
