From 195a5ac737551020fcbe0a374598381575ec25d8 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Filip Znachor Date: Tue, 13 Jun 2023 15:26:26 +0200 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=C3=9Aprava=205.=20p=C5=99=C3=ADkladu=20z=20FYI?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- KFY FYI1/Priklad05.md | 51 +++++++++++++++++++++++-------------------- 1 file changed, 27 insertions(+), 24 deletions(-) diff --git a/KFY FYI1/Priklad05.md b/KFY FYI1/Priklad05.md index 354a342..7b62a51 100644 --- a/KFY FYI1/Priklad05.md +++ b/KFY FYI1/Priklad05.md @@ -1,49 +1,52 @@ ### Zadání -Raketa o hmotnosti 100 kg nese pohonné látky o hmotnosti 1300 kg. Plyny tryskají z rakety (relativní) rychlostí 3 km/s. Určete: možné zvýšení rychlosti rakety v kosmickém prostoru. +**Raketa o hmotnosti 100 kg** nese **pohonné látky** o hmotnosti **1300 kg**. **Plyny tryskají** z rakety (relativní) **rychlostí 3 km/s**. Určete: **možné zvýšení rychlosti rakety** v kosmickém prostoru. - $m_{R} = 100 \, \text{kg}$ - $m_{P} = 1300 \, \text{kg}$ - $u = 3 \, \text{km/s}$ - $\Delta v = \, ?$ -- kosmický prostor $\to$ izolovaný systém $\to$ zákon zachování hybnosti ++ na systém nepůsobí vnější vlivy ++ kosmický prostor $\to$ izolovaný systém $\to$ zákon zachování hybnosti - $\vec p = \text{konst.}$ ![](_assets/priklad5.svg) +hybnost systému ve dvou různých okamžicích musí být stejná - $p(t) = p(t + dt)$ - palivo $\mu$ se přemění na plyny, ty uniknou z rakety - v čase $t$ platí - $p(t) = m(t) \cdot v(t)$ - v čase $t + dt$ platí - - $p(t) = m(t+dt) \cdot v(t+dt) + \mu [u(t)-u]$ -+ $p(t) = p(t+dt)$ -+ $m(t) \cdot u(t) = m(t+dt) \cdot v(t+dt) + \mu[u(t)-u]$ -- platí: - - $m(t+dt) = m(d) + dm$ - - $v(t+dt) = v(t) + dv$ - - $\mu = -dm$ + - $p(t) = m(t+dt) \cdot v(t+dt) + \mu [v(t)-u]$ + +dostaneme tedy ++ $m(t) \cdot u(t) = m(t+dt) \cdot v(t+dt) + \mu[v(t)-u]$ + +dále platí +- $m(t+dt) = m(d) + dm$ +- $v(t+dt) = v(t) + dv$ +- $\mu = -dm$ +- dosazíme do přechozí rovnice ### Výpočet -$m(t) \cdot v(t) = [m(t)+dm] \cdot [v(t)+dv] -dm[v(t)-\mu]$ - -$\cancel{m(t) \cdot v(t)} = \cancel{m(t) \cdot v(t)} + m(t) \cdot dv + \cancel{dm \cdot v(t)} + dm \cdot dv - \cancel{dm \cdot v(t)} + u \cdot dm$ +upravíme vzorec +- $m(t) \cdot v(t) = [m(t)+dm] \cdot [v(t)+dv] -dm[v(t)-u]$ +- $\cancel{m(t) \cdot v(t)} = \cancel{m(t) \cdot v(t)} + m(t) \cdot dv + \cancel{dm \cdot v(t)} + dm \cdot dv - \cancel{dm \cdot v(t)} + u \cdot dm$ - $dm \cdot dv$ zanedbáme, velmi malé číslo -$0 = m(t) \cdot dv + u \cdot dm$ +upravíme získanou rovnici +- $0 = m(t) \cdot dv + u \cdot dm$ +- $udm = m(t) \cdot dv$ +- $\displaystyle \frac{dm}{m(t)} = -\frac{dv}{u}$ -$udm = m(t) \cdot dv$ - -$\displaystyle \frac{dm}{m(t)} = -\frac{dv}{u}$ - -$\displaystyle \int^{m_{R}}_{m_{R}+m_{P}} \frac{dm}{m(t)} = -\frac{1}{u} \int^{v}_{v_{0}} dv$ - -$[\ln(m)]^{m_{R}}_{m_{R}+m_{P}} = -\frac{1}{u}[v]^{v}_{v_{0}}$ - -$\ln(m_{R}) - \ln(m_{R}+m_{P}) = -\frac{1}{u}(v-v_{0}) \quad v-v_{0}=\Delta v$ - -$u \cdot \ln\left[ \frac{m_{R}+m_{P}}{m_{R}} \right] = \Delta v$ +provedeme integraci ++ $\displaystyle \int^{m_{R}}_{m_{R}+m_{P}} \frac{dm}{m(t)} = -\frac{1}{u} \int^{v}_{v_{0}} dv$ +- $[\ln(m)]^{m_{R}}_{m_{R}+m_{P}} = -\frac{1}{u}[v]^{v}_{v_{0}}$ ++ $\ln(m_{R}) - \ln(m_{R}+m_{P}) = -\frac{1}{u}(v-v_{0})$ + - $v-v_{0}=\Delta v$ +- $u \cdot \ln\left[ \frac{m_{R}+m_{P}}{m_{R}} \right] = \Delta v$ Ciolkovského rovnice - $\Delta v = u \cdot \ln\left[ 1 + \frac{m_{P}}{m_{R}} \right]$