Hvilke kræfter bruges i et ballon- og raketlaboratorium?

Balloon Lab

* opdrift: Den opadgående kraft udøves af en væske (luft i dette tilfælde) på et objekt nedsænket i den. Ballonen stiger, fordi den livlige kraft, der virker på den, er større end tyngdekraften, der trækker den ned. Dette skyldes, at den varme luft inde i ballonen er mindre tæt end den omgivende kølige luft.

* tyngdekraft: Den nedadgående kraft, der trækker ballonen tilbage mod jorden.

* luftmodstand (træk): Den kraft, der modsætter sig ballonens bevægelse gennem luften. Denne kraft øges, når ballonen bevæger sig hurtigere.

* drivkraft: Selvom den ikke er så udtalt som i en raket, kan den ekspanderende luft inde i ballonen betragtes som en form for drivkraft, der driver ballonen fremad. Dette bemærkes især, når ballonen frigøres, da luften, der slipper fra åbningen, skaber en reaktionskraft.

Rocket Lab

* drivkraft: Den primære kraft, der fremdriver raketten opad. Dette genereres af forbrænding af brændstof, der skaber varme, ekspanderende gasser, der udvises ud af raketdysen. Reaktionskraften fra denne udvisning skubber raketten fremad.

* tyngdekraft: Den nedadgående kraft, der trækker raketten mod Jorden.

* luftmodstand (træk): Kraften, der modsætter sig raketens bevægelse gennem luften. Denne kraft er betydelig ved højere hastigheder.

* lift: For raketter med vinger er Lift en kraft, der fungerer vinkelret på bevægelsesretningen og hjælper med at holde raketten stabil og manøvrerbar.

* vægt: Den kombinerede tyngdekraft, der virker på rakets masse.

Nøgleforskelle

* Skubkilde: Balloner er afhængige af udvidelsen af ​​opvarmet luft, mens raketter bruger forbrænding af brændstof.

* TRUSTKONTROL: Balloner har lidt eller ingen kontrol over deres tryk, mens raketter bruger motorer til at regulere tryk.

* Højde: Balloner når typisk lavere højder sammenlignet med raketter.

Yderligere overvejelser

* Newtons tredje bevægelseslov: Både ballon- og raketlaboratorier demonstrerer denne lov, da handlingen med at udvise luft eller gas skaber en lige og modsat reaktionskraft, der driver genstanden fremad.

* bevarelse af momentum: Systemets samlede momentum (ballon + luft eller raket + brændstof) forbliver konstant. Når luften eller gassen udvises, får ballonen eller raketten fart i den modsatte retning.

Fortæl mig, hvis du gerne vil have flere detaljer om nogen af ​​disse kræfter eller vil diskutere specifikke lab -scenarier!