كل الدروس
🚀

كمية التحرك والمقذوفات

الصواريخ ذاتية الدفع

الصاروخ ذاتي الدفع جسم يندفع إلى الأعلى نتيجة اندفاع غازات الاحتراق إلى الأسفل بسرعة كبيرة، تطبيقاً لقانون حفظ كمية التحرك وقانون نيوتن الثالث.

المفاهيم الأساسية

قوة الدفعق‌د

نيوتن

القوة التي ترفع الصاروخ نتيجة طرد الغازات.

سرعة الغازاتع‌غ

م/ث

سرعة خروج نواتج الاحتراق من فوهة الصاروخ.

معدل فقد الكتلةΔك ÷ Δز

كجم/ث

كتلة الوقود المحترق في وحدة الزمن.

القوانين والمعادلات

قوة دفع الصاروخ

ق‌د = ع‌غ × (Δك ÷ Δز)

F = v·(Δm/Δt)

تزداد بزيادة سرعة الغازات أو معدل حرق الوقود.

المحصلة على الصاروخ

ق‌م = ق‌د − ك ج

F_net = F − mg

لا يرتفع الصاروخ إلا إذا زادت قوة الدفع على وزنه.

عجلة الصاروخ

جـ‌ص = (ق‌د − ك ج) ÷ ك

a = (F − mg)/m

تزداد العجلة تدريجياً لأن كتلة الصاروخ تقل باستهلاك الوقود.

مثال محلول

🧮 صاروخ كتلته ٢٠٠٠ كجم يطرد غازات بسرعة ١٠٠٠ م/ث بمعدل ٥٠ كجم/ث، ج = ١٠ م/ث². احسب قوة الدفع وعجلة الصاروخ.

١. ق‌د = ع‌غ × (Δك ÷ Δز) = ١٠٠٠ × ٥٠

٢. ق‌د = ٥٠٠٠٠ نيوتن

٣. الوزن = ك ج = ٢٠٠٠ × ١٠ = ٢٠٠٠٠ نيوتن

٤. ق‌م = ٥٠٠٠٠ − ٢٠٠٠٠ = ٣٠٠٠٠ نيوتن

٥. جـ‌ص = ٣٠٠٠٠ ÷ ٢٠٠٠ = ١٥ م/ث²

الإجابة: ق‌د = ٥٠٠٠٠ نيوتن ، العجلة = ١٥ م/ث²

نصائح ذكية

  • ✦الصاروخ لا يحتاج هواءً ليندفع، بعكس الطائرة النفاثة.
  • ✦تزداد عجلة الصاروخ مع الزمن لنقصان كتلته.