A pumpás vízi rakéta

Fizika Projekt

Pumpás vízi rakéta                            

A vízi rakéta egy viszonylag egyszerű kísérlet, amivel jól szemléltethető a rakéta-elv. A műanyag palackba vizet töltünk kb. az egy-harmadáig, szájába egy szorosan illeszkedő parafa dugót rakunk, majd telepumpáljuk levegővel. Ekkor a palackban a nyomás addig nő, amíg ezt a palack és a dugó bírják tapadási súrlódással. Ezt követően a palack lerepül, hátul áramlik ki a víz és ez hajtja előre a rakétát. Vagyis a vízrakéta azért repül el, mert a belepumpált nagynyomású levegő a hajtóanyagként szolgáló vizet nagy sebességgel lövi ki hátrafelé.

 Ezt bizonyítja Isaac Newton III. törvénye, a hatás-ellenhatás törvény: két test egymásra hatásakor az erők mindig páronként lépnek fel, a hatóerővel ellentétesen egy azonos nagyságú, ellentétes irányú, ún. reakcióerő lép fel. A vízi rakétában a hátralökődő víz a palackot előre hajtja. A két erő ugyanakkora nagyságú, de ellentétes irányú.

Ezen az alapelven alapul az igazi rakéták működése is, csak ott sokkal, nagyobb sebességgel lövődnek ki az égésből származó gázok.

Newton III. törvénye

Például: A ló húzza a kocsit - A hatás-ellenhatás törvénye szerint a kocsi ugyanakkora erővel húzza visszafelé a lovat. Tehát a kocsiból és a lóból álló testre semmiféle erő nem hat. A kocsinak és a lónak nem lenne szabad elmozdulnia. Miért mozog mégis a kocsi?
Ha a ló valahol a világűrben lebegne, a ló nem tudná húzni a kocsit. Helytelen azt gondolni, hogy a ló az egyik test a kocsi a másik test, amelyek hatást fejtenek ki egymásra. A ló és a vele összeerősített kocsi alkotja az egyik testet, a Földgolyó pedig a másik testet.
Miért mozdul el a kocsi, ha húzza a ló? - A kocsi a lóval együtt elmozdul az egyik irányba, a Föld pedig az ellenkező irányba. A ló patáival tulajdonképpen a Földgolyóra gyakorol erőt, el akarja mozdítani a másik irányba. A Föld el is mozdul, a ló pedig a vele összekötött kocsival elindul a másik irányba.

Mi is az a rakéta?

A rakéta olyan jármű vagy repülőeszköz, amely a sugárhajtás elvén, az égési gázok kilövellésével a mozgatáshoz szükséges tolóerőt a környezettől függetlenül állítja elő.

Az összes rakétatípusban az égési gáz a hajtóanyagból termelődik, amelyet a rakéta magával visz. A rakéta meghajtása az égési gázok gyorsulásával jön létre, ezt bizonyítja a hatás-ellenhatás törvény.

A rakéta kialakulásának története:

Az első rakéták az ókori Kínában jelentek meg Kr. e. 300-ban, de lehetséges, hogy csak 1000 évvel később. Ekkor tűzijátékokra használták őket. A 12. században jelentek meg a rakéták, mint fegyverek.

A 20. században Robert Goddard építette meg az első folyékony-hajtóanyagú rakétát. Már 1903-ban megjelent Konsztantyin Ciolkovszkij rakétáról szóló munkája (A világűr kutatása rakéta-meghajtású eszközökkel). A rakétafejlesztéshez hozzájárult az erdélyi születésű Hermann Oberth is. 1923-ban egy könyve jelent meg Rakéta a planetáris térben címmel.

A XX. században először Németországban végeztek komoly rakétakísérletekez, a második világháború idején, amelyekből megszületett a V-2.