De drie bewegingswetten van Sir Isaac Newton, die een groot deel van de basis vormen van de klassieke natuurkunde, hebben een revolutie teweeggebracht in de wetenschap toen hij ze publiceerde in 1686. De eerste wet stelt dat elk object in rust of in beweging blijft tenzij een kracht erop inwerkt. De tweede wet laat zien waarom kracht het product is van de massa van een lichaam en zijn versnelling. De derde wet, bekend voor iedereen die ooit in botsing is geweest, verklaart waarom raketten werken.

Newtons derde wet

In de moderne taal zegt de derde wet van Newton dat elke actie een gelijke en tegengestelde reactie. Wanneer u bijvoorbeeld uit een boot stapt, duwt de kracht die uw voet op de vloer uitoefent u naar voren terwijl u tegelijkertijd een gelijke kracht uitoefent op de boot in de tegenovergestelde richting. Omdat de wrijvingskracht tussen de boot en het water niet zo groot is als die tussen je schoen en de vloer, versnelt de boot weg van het dok. Als je vergeet om verantwoording af te leggen voor deze reactie in je bewegingen en timing, zou je in het water kunnen belanden. <<<<<<<<<<<<<> <> <> De raketkracht

De kracht die een raket voortstuwt, wordt geleverd door de verbranding van de raket. brandstof. Omdat de brandstof zich vermengt met zuurstof, produceert het gassen die door uitlaatmondstukken aan de achterkant van de romp worden geleid en elk molecuul dat naar buiten komt, accelereert weg van de raket. De derde wet van Newton vereist dat deze versnelling gepaard gaat met een overeenkomstige versnelling van de raket in de tegenovergestelde richting. De gecombineerde versnelling van alle moleculen van geoxideerde brandstof als ze uit de sproeiers van de raket komen, creëren de stuwkracht die de raket versnelt en voortstuwt.

De tweede wet van Newton toepassen

Als er maar één molecuul uitlaatgas is als ze uit de staart zouden komen, zou de raket niet bewegen, omdat de kracht die door het molecuul wordt uitgeoefend niet voldoende is om de traagheid van de raket te overwinnen. Om de raket te laten bewegen, moeten er veel moleculen zijn en ze moeten voldoende versnelling hebben, zoals bepaald door de snelheid van de verbranding en het ontwerp van de boegschroeven. Raketwetenschappers gebruiken de tweede wet van Newton om de vereiste stuwkracht te berekenen om de raket te versnellen en deze op het geplande traject te sturen, wat al dan niet gepaard kan gaan met het ontsnappen van de aardse zwaartekracht en het betreden van de ruimte.

Hoe te denken als een raketwetenschapper

Als een wetenschapper van een raket denken, moet je uitzoeken hoe je de krachten kunt overwinnen die verhinderen dat een raket beweegt - met name zwaartekracht en aerodynamische weerstand - met het meest efficiënte gebruik van brandstof. Een van de relevante factoren is het gewicht van de raket - inclusief de lading - die afneemt naarmate de raket brandstof gebruikt. Door de berekeningen te compliceren neemt de sleepkracht toe naarmate de raket versnelt, terwijl hij tegelijkertijd afneemt naarmate de atmosfeer dunner wordt. Om de kracht te berekenen die de raket voortstuwt, moet u rekening houden met, onder andere, de verbrandingseigenschappen van de brandstof en de grootte van elke spuitmondopening.