Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe is de voortstuwing van een ballon vergelijkbaar met de voortstuwing van een raket?

Zowel de ballon- als de raketaandrijving zijn afhankelijk van het principe van actie en reactie, ook wel bekend als de derde bewegingswet van Newton. Volgens deze wet is er voor elke actie een gelijke en tegengestelde reactie.

1. Verdrijving van de massa :

- Ballonaandrijving :Ballonnen stoten lucht of gas uit om stuwkracht te genereren. Wanneer de lucht of het gas uit het mondstuk van de ballon wordt geduwd, ontstaat er een voorwaartse stuwkracht als gevolg van de reactiekracht die wordt uitgeoefend door de uitgestoten massa.

- Raketaandrijving :Raketten stoten uitlaatgassen of drijfgassen met hoge snelheid uit hun straalpijpen. De verbranding van brandstof of de uitzetting van gas onder druk genereert de uitlaatgassen, die de reactiekracht voor de voortstuwing leveren.

2. Creatie van stuwkracht :

- Ballonaandrijving :De uitgestoten lucht of gas uit het ballonmondstuk genereert een voorwaartse stuwkracht, waardoor de ballon in de tegenovergestelde richting wordt voortgestuwd. De geproduceerde stuwkracht hangt af van factoren zoals de massastroomsnelheid van het uitgestoten gas en de snelheid waarmee het wordt uitgestoten.

- Raketaandrijving :De uitdrijving van uitlaatgassen met hoge snelheid uit het raketmondstuk genereert een aanzienlijke reactiekracht, wat resulteert in een krachtige voorwaartse stuwkracht. Deze stuwkracht zorgt ervoor dat raketten de zwaartekracht kunnen overwinnen en ruimtevluchten kunnen maken.

3. Directionaliteit :

- Ballonaandrijving :De stuwkracht die door ballonnen wordt geproduceerd, is voornamelijk unidirectioneel, aangezien de lucht of het gas alleen via het achterste mondstuk wordt uitgestoten.

- Raketaandrijving :Raketten kunnen daarentegen de richting van hun stuwkracht bepalen door de richting van hun straalpijpen te veranderen. Deze richtingscontrole is cruciaal voor het manoeuvreren in de ruimte.

4. Toepassingen :

- Ballonaandrijving :Ballonvoortstuwing wordt vaak gebruikt in met lucht gevulde feestballonnen en weerballonnen, waarbij het uitstoten van lucht voor de nodige lift en gecontroleerde beweging zorgt.

- Raketaandrijving :Raketaandrijving wordt voornamelijk gebruikt in ruimtevaartuigen, raketten en lanceervoertuigen om de zwaartekracht te overwinnen en ruimtevaart te realiseren. Het wordt ook vaak gebruikt in vuurwerkraketten voor recreatieve doeleinden.

Hoewel zowel de voortstuwing van een ballon als de voortstuwing van raketten berusten op het fundamentele principe van actie en reactie, verschillen ze in termen van de uitgestoten massa, de omvang van de geproduceerde stuwkracht en hun toepassingen. Raketten genereren een veel krachtigere stuwkracht dan ballonnen vanwege de snelle uitdrijving van uitlaatgassen.