Matematik
Integration af Newtons 2.lov
Vi sidder med SRP og er ved at udlede raketligningen på baggrund af en formel for fremdrivningskraft.
Opgave formuleringen hedder:
Vis, at man ved at integrere Newtons 2.lov komemr frem til raketligningen, hvis man anvender den nævnte formel for rakettens trykkraft og antager, at udstødningenshastigheden er konstant.
Fav= mv/Tacc *u
Hvor Fav er fremdrivningskraft.
Hvor u er udstødningshastigheden som er konstant.
mv er massen af raketbrændstoffet og Tacc er tiden der acceleres.
Da udstødningshastigheden er konstant finder vi funktionen:
y=a*x+b
Som for udstødningshastigheden bliver:
m(t)=-mv/Tacc *t+mr+mv
Det vi så tror vi skal gøre er at sætte dem over hinanden i et integrale, men t som den eneste variable:
∫(u* mv/Tacc )/(-mv/Tacc *t+mr+mv ) * dt
Herfra er vi i tvivl om hvordan vi løser integralet rigtigt, og hvordan vi efterfølgende skal komme frem til raketligningen.
Svar #2
15. december 2012 af fuglsang8 (Slettet)
det er bare ligningen som udstødningshastigheden kan vises med, altså at den er linær.
Svar #3
15. december 2012 af chr42 (Slettet)
Men hvis udstødningshastigheden er konstant, er den jo ikke lineær?
Det ser ud som om det er massen som funktion af tiden I skriver op, og jeg er ikke helt med på, hvad mr og mv skulle være.
Svar #4
15. december 2012 af fuglsang8 (Slettet)
Det er massen i forhold til tiden der er skrevet op ja, og den er den der linær.
mr er massen af raketten og mv er massen af brændstoffet.
Se evt. lige grafen jeg har vedhæftet.
Svar #5
15. december 2012 af chr42 (Slettet)
Massen af hvad som funktion af tiden?
mr er payload og mv er massen af brændstof når vi begynder?
Svar #6
15. december 2012 af fuglsang8 (Slettet)
Massen af en raket.
mr er massen af raketten uden brændstof, mv er massen af brændstoffet som udstødes med en konstant hastighed indtil massen mr nåes.
Svar #7
15. december 2012 af chr42 (Slettet)
OK.
Så burde I finde accelerationen som funktion af tiden, med det integrale I har stillet op.
Svar #8
15. december 2012 af fuglsang8 (Slettet)
Men kan vi komme fra det til raketligningen, hvis ja, hvilken vej skal vi så?
Svar #9
15. december 2012 af chr42 (Slettet)
Det kommer an på, hvad I kalder raketligningen. Hvis det er Newtons anden lov for rakettne skal I sikkert bare gange masse og acceleration. Jeg har ikke regnet det igennem, så jeg er ikke sikker.
Svar #10
15. december 2012 af fuglsang8 (Slettet)
Raketligningen som vi gerne skal komme frem til:
sluthastighed = u * ln(mr+mv/mr)
Vi har fået udleveret følgende af en vejleder, men er ikke helt med på hvordan vi skal bruge det.
Svar #11
15. december 2012 af chr42 (Slettet)
Kan desværre ikke læse word-filer på denne computer.
Men når I har accelerationen som funktion af tiden, kan I finde hastigheden ved at integrere over tidsrummet 0 til Tacc. Dvs hvis I sætter grænser på jeres integrale, så burde den være hjemme, fordi brøken er accelerationen som funktion af tiden, og hvis I integrerer den, så har I hastigheden som funktion af tiden, og hvis I integrerer til Tacc burde I netop have sluthastigheden.
Svar #12
15. december 2012 af fuglsang8 (Slettet)
Så vi stiller integralet op således:
∫(u* mv/Tacc )/(-mv/Tacc *t+mr+mv ) * dt
så giver den:
-u*ln(-mv*t/Tacc+mr+mv)
Som du siger er acceleration som funktion af tiden?
Så er jeg ikke helt med på hvad du mener videre hen?
Svar #13
15. december 2012 af chr42 (Slettet)
Det må være hastigheden som funktion af tiden, for I har integreret accelerationen.
Hvis I så sætter Tacc ind på ts plads, burde I få jeres sluthastighed.
Svar #14
15. december 2012 af fuglsang8 (Slettet)
Altså du mener vi bare skal sætte Tacc ind i:
∫(u* mv/Tacc )/(-mv/Tacc *t+mr+mv ) * dt
så den kommer til og hedde?
∫(u* mv/Tacc )/(-mv/Tacc *t+mr+mv ) * dTacc
eller hvad mener du, for det syntes jeg ikke giver nogen mening?
Svar #15
15. december 2012 af chr42 (Slettet)
nej,Tacc skal være øvre grænse i integrationen, så I integrerer over den tid raketten brænder, fra 0 til Tacc.
Svar #16
15. december 2012 af fuglsang8 (Slettet)
Det kan jeg ikke få til at give noget resultat, hvis man bare sætte grænserne ind i det første integrale og integrere til Tacc.
Svar #17
15. december 2012 af fuglsang8 (Slettet)
Ingen der har et forslag til en løsning?
Skriv et svar til: Integration af Newtons 2.lov
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.
