[natuurkunde] oefening ruimtesonde

Nicky19

Hallo iedereen, zou iemand mij kunnen helpen met de volgende twee oefeningen? ik zou graag weten hoe je hier nu eigenlijk aan begint zodat ik verder kan...

- Een ruimtesonde nadert de planeet Neptunus (M=1.03*10^26 kg) op een hyperbolische baan. Als de sonde nog heel ver van de planeet is heeft ze een snelheid v = 1000 km/h ten opzichte van het massamiddelpunt van Neptunus.

In het punt A waar de planeet het dichtst nadert remt het voertuig met behulp van een raketmoter in een verwaarloosbaar korte tijd af. Als gevolg hiervan komt de sonde in een langgerekte elilipsvormige baan rond Neptunus met Ra de kleinste afstand tot het middelpunt van de planeet (4000 km) en Rb de grootste afstand tot het middelpunt (200000 km). Berekken de grootte van de snelheidsverandering in punt A

- Een ruimteraket moet in staat zijn om een totale massa van 3*10^3 kg tot een snelheid van 1000 m/s te versnellen

(a) stel dat de moter en de brandstof zo ontworpen zijn dat ze een uitlaatsnelheid van 2000 m/s kunnen produceren. Hoeveel brandstof is er nodig?

Het is niet de bedoeling dat u het vraagstuk gaat oplossen natuurlijk, ik zou enkel een duwtje in de rug willen krijgen

groetjes

Jan van de Velde

De eerste kan niet in orde zijn, want de diameter van Neptunus is ongeveer 50 000 km. Verder heb ikzelf geen ervaring met deze berekeningen.

De tweede is een kwestie van wet van behoud van impuls, maar met een "twist" omdat de totale massa van de raket met elke uitgestoten kg afneemt. De eerste uitgestoten kg moet 2999 kg versnellen en de 500e kg maar 2500 kg meer........

Nicky19

Oei, klein foutje gemaakt bij oefening 1: de diameter is 40000 km en niet 4000

en bij de tweede: hoe kan je dit dan oplossen als je massa telkens varieert? Naar mijn weten had de docent gezegd dat we telkens vraagstukken gingen krijgen met een constante massa ...

Jan van de Velde

Nicky19 schreef: ↑do 12 dec 2013, 20:17
en bij de tweede: hoe kan je dit dan oplossen als je massa telkens varieert?

Kwestie van wiskunde, of een numeriek model maken om de uitkomst redelijk netjes te benaderen. Stoot 1 kg uit en bereken het effect op de snelheid van de resterende 2999 kg. Stoot weer een kg uit en bereken het effect op de resterende 2998 kg, etc usw. En dat doe je net zo lang tot de resterende massa van de raket een snelheid van 1000 kg heeft. Twee handige regeltjes schrijven in excel en de tweede regel een paar duizend keer kopiëren naar volgende regels, en dan door de resultaten scrollen totdat je het punt vindt waar de raket een snelheid van 1000 m/s heeft bereikt en daar de tot dan toe uitgestoten hoeveelheid brandstof aflezen.

Naar mijn weten had de docent gezegd dat we telkens vraagstukken gingen krijgen met een constante massa ..

dan heeft je docent een fictieve raket voor ogen die wél massa uitstoot maar daardoor zelf niet van massa verandert? Dát, of hij bedoelt de vraag als: een raket bestaat uit twee delen, samen 3000 kg. Eén deel wordt in één klap uitgestoten met een snelheid van 2000 m/s. Het andere deel krijgt hierdoor een snelheid van 1000 m/s in tegengestelde richting. Welk deel van de massa werd afgestoten met een snelheid van 2000 m/s?

Dat is een eenvoudige kwestie van wet van behoud van impuls, zoals: " Een schaatser met een massa van 80 kg gooit een loden bal met een massa van 20 kg met een snelheid van 4 m/s van zich af. Welke snelheid krijgt de schaatser hierdoor?"

aadkr

is de massa van de ruimtesonde gegeven?

Nicky19

Neen, die is helaas niet gegeven

Jan van de Velde

Zie je wel kans om die van de raket op te lossen aan de hand aan de wet van behoud van impuls?

lees hem maar als:

een raket bestaat uit twee delen, samen 3000 kg. Eén deel wordt in één klap uitgestoten met een snelheid van 2000 m/s. Het andere deel krijgt hierdoor een snelheid van 1000 m/s in tegengestelde richting. Welk deel van de massa werd afgestoten met een snelheid van 2000 m/s?

Nicky19

oefening 2 heb ik gevonden. Bedankt voor uw hulp, nu nog die eerste, maar ik denk dak er momenteel niet ver naast zit.

Nog een klein vraagsje, ik moet bij een andere oefening de hoekcoördinaat van een deeltje in functie van de tijd bepalen, wat wordt daar juist mee bedoeld?

Anton_v_U

Ik weet niet wat hoekcoördinaten zijn.

2D: Poolcoördinaten: (r,fi) met x = r cos(fi) en y = r sin(fi)

3D: Cilindercoördinaten: (r, fi, z): met x = r cos(fi) en y = r sin(fi) en z

3D: Bolcoördinaten: (r, fi, theta): x = r cos(fi) sin (theta), y = r sin(fi) sin (theta) en z = r cos (theta)

Jan van de Velde

Anton_v_U schreef: ↑za 14 dec 2013, 21:40
Ik weet niet wat hoekcoördinaten zijn.

Ik wist dat ook niet, maar ze bestaan:

http://www.pandd.demon.nl/coord/coordsyst.htm#1

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] oefening ruimtesonde

oefening ruimtesonde

Re: oefening ruimtesonde

Re: oefening ruimtesonde

Re: oefening ruimtesonde

Re: oefening ruimtesonde

Re: oefening ruimtesonde

Re: oefening ruimtesonde

Re: oefening ruimtesonde

Re: oefening ruimtesonde

Re: oefening ruimtesonde