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4. Razzo vincolato

Inviato: 28 ago 2013, 22:50
da Andg94
Un razzo di massa iniziale è fissato ad un estremo di un’asta di massa trascurabile e lunghezza , perpendicolarmente ad essa. L’asta può ruotare liberamente attorno all’altro estremo in un piano orizzontale. All’accensione il razzo è fermo, e da quel momento il gas viene espulso con una velocità relativa costante . Determinare la velocità del razzo in funzione della massa di gas espulso.

Re: 4. Razzo vincolato

Inviato: 29 ago 2013, 9:11
da Simone256
Quindi scusa... Il razzo compie una traiettoria semicircolare attorno al perno posto sul secondo estremo dell'asta?

Re: 4. Razzo vincolato

Inviato: 29 ago 2013, 9:42
da gilgamesh
Si può applicare la conservazione del momento angolare (con raggio costante e massa e velocità variabili):





ho eliminato la notazione vettoriale in quanto l'angolo formato tra e è costantemente pari a .

Infine si ottiene:



dove è la massa di gas espulso.

Re: 4. Razzo vincolato

Inviato: 29 ago 2013, 12:45
da Simone256
Io ho fatto in un altro modo... Trascurando la gravità visto che incide poco mi esce:



Dove è la massa di gas espulso. Non metto subito il procedimento perché temo sia stupidissimo... :oops: Magari dopo ci ragioniamo sopra! :)

Re: 4. Razzo vincolato

Inviato: 29 ago 2013, 14:21
da Andg94
La massa del gas viene espulsa costantemente e non tutta d'un colpo, quindi credo sia più opportuno utilizzare dei valori infinitesimali no?
Comunque prova ad esporre il tuo ragionamento Simone, e vediamo...

Re: 4. Razzo vincolato

Inviato: 29 ago 2013, 15:56
da Simone256
Ci provo:
Definiamo un generico sistema a massa variabile (Il razzo con il carburante ancora a bordo) sottoinsieme del sistema a massa costante (razzo con tutto il carburante... Compreso quello espulso). Il carburante viene espulso ad una velocità vettoriale (non relativa al razzo) , la massa del sistema è e la sua velocità è , la differenza di velocità e la differenza di massa nel sistema generate in un intervallo di tempo sono rispettivamente e , il sistema si muove lungo un orbita circolare di raggio .

In un istante il momento angolare nel sistema è uguale al momento angolare nel medesimo sistema nell'istante :




Dove nel secondo membro abbiamo il primo addendo che rappresenta il momento angolare della massa espulsa (sapendo che è presumibilmente negativo)... Svolgendo i conti e dividendo per il tempo :



Poiché la velocità relativa del carburante espulso è , sostituiamo e facciamo tendere a :



Questo perché tende a .

Ora ritorniamo al nostro problema definendo e , moltiplichiamo entrambi i membri per e dividiamoli per :



Integrando... Sapendo che la velocità iniziale del razzo :



La massa finale è uguale a pertanto il risultato finale sarà:




Non è tutta farine del mio sacco... L'idea è quella del trafiletto sui sistemi a massa variabile sull' Halliday :mrgreen:

Re: 4. Razzo vincolato

Inviato: 29 ago 2013, 17:41
da gilgamesh
Andg94 ha scritto:La massa del gas viene espulsa costantemente e non tutta d'un colpo...

Ritenevo che fosse espulsa tutta insieme all'inizio, un pò come funziona per gli atterraggi delle sonde sui pianeti.

Simone256 ha scritto:
Per me è il risultato corretto , ho ottenuto lo stesso ;)

Re: 4. Razzo vincolato

Inviato: 29 ago 2013, 18:04
da Simone256
Credo che la gravità sia da trascurare... Non si può fare altrimenti ameno che venga definito un tempo in cui viene espulsa una certa massa... Senza riferimenti al tempo non si può tenerne conto :|
(oppure sì? :oops: )

Re: 4. Razzo vincolato

Inviato: 30 ago 2013, 13:39
da Andg94
La soluzione è corretta, se non fosse per il fatto che l'argomento all'interno del logaritmo dovrebbe essere il reciproco a quello trovato ()... Comunque se leggi meglio, Simone, il piano è orizzontale e non c'è motivo di tener conto della forza di gravità ;)

Re: 4. Razzo vincolato

Inviato: 30 ago 2013, 18:52
da Simone256
AAAAAAAAAAAH...
Il piano è orizzontale... Che scemo :oops:
Eh ma ho fatto l'inverso e ho tolto il meno a ...
Perchè sarebbe ma ho semplificato con :mrgreen:

Quindi posso procedere con il prossimo? :P
O lo lascio a Gilgamesh?