أكتشف بنفسك : الصفحة الرئيسية > تبادُل > طاقة > سؤال/ جواب
صواريخ الهواء المضغوط؟
٠٩/٠٥/٢٠٠٠
تاريخ
 
سؤال من
 

لقد قمنا بتصنيع صواريخ ذات هواء مضغوط وهو عبارة عن زجاجة كوكا مقلوبة وقليل من الماء نقوم بضغط الهواء بواسطة مضخة دراجة ، بعد فترة تبدأ السدادة في الأنزلاق وينطلق الصاروخ قاطعا مسافة حوالي ١٥ متر وقد قمنا بتغير عدة ثوابت ككمية الهواء او الماء : الكثير من الماء يكون تخزين الهواء ضعيف جدا والزجاجة لا ترتفع وعلى العكس اذا تم وضع هواء فقط لا ترتفع الزجاجة سوى لسبعة امتار فقط يبدو ان اندفاع الصاروخ يعتمد على كمية الغاز المتسرب (او على السائل) من خلال سرعة القذف ولكن كيف يمكن حساب السرعة وتزايدها والطاقة الحركية مع العلم ان في كل لحظة تقل كتلة الصاروخ وما هي المعادلات التي يجب ان نطبقها؟ اي بمعنى آخر كيف يمكن ايجاد القيمة القصوى للغاز/سائل. من خلال التجربة يبدو انها نسبة ١/٣  سائل و ٢/٣ غاز ولكن  نحن  لسنا متاكدون من وقت بداية القذف لنفس الضغط عند كل انطلاق للزجاجة وما هي العلاقة التي تربط بين الأندفاع والقدرة؟

 

 
 
١٧/٠٥/٢٠٠٠
تاريخ
 
إجابة من
 

لن ادعي انه يمكنني حل المعضلة كلها ولكنني يمكنني توضيح بعض النقاط على الأقل.
١- إن محركات الصاروخ تحتفظ ب "كمية حركة" اي نتاج  ضرب الكتلة في السرعة بمعنى آخر عام ان نتاج  ضرب كتلة الماء في  سرعة قذفها سيساوي نتاج ضرب كتلة الزجاجة في سرعتها في نهاية القذف ولشرح الأمر بالتفصيل يجب كتابة هذه المعادلة لكل جزء من الثانية من الوقت الذي تستغرقه عملية القذف تحليل ضرب صغائر نتاج كتلة الماء في سرعتها في القذف  يساوي نتاج  ضرب كتلة الزجاجة في تزايد سرعة الطيران) وبعد ذلك جمع كل العناصر (نقول دمجها)
٢- ولكن تقل سرعة قذف الماء قليلا لان الضغط الداخلي للزجاجة يقل
٣- سرعة القذف هذه هي نتاج الضغط الزائد التي تنتج تحت الماء الذي يعد مكبس ضغط وقوة تساوي نتاج الضغط الزائد التي يحدثها سطح قطاع من عنق الزجاجة وتفرض هذه القوه على الماء نوعاً من السرعة الزائدة (f=m*gamma)
٤- ولكن كمية الماء المقذوف في كل لحظة وسرعة القذف تعتمد على عدة عوامل منها خاصة شكل عنق الزجاجة (انبوبية) وصلابتها فنحن هنا في المجال الديناميكا الهوائية اخشى ان استرسلت ان اقول حماقات ولكنه بالفعل هذا المجال من العلوم هو الذي يمكن ان يفسر لماذا يعد الماء فعالاً ويمكن ان تجد به جميع المعادلات المناسبة
٥- بالتأكيد لان المصدر الوحيد لتوليد طاقة هذا الصاروخ هو الهواء المضغوط فالماء لا يمده باي طاقة بالعكس فهو يحتل مساحة على حساب القليل من الهواء المضغوط ولكن يمكنني ان اتخيل الملاحظة الكاملة للأختبار تتماشى مع آخر نقطة ماء مقذوفة بالضبط حين يعود الهواء للضغط الجوي اذا فان مضخة الهواء للدراجة تمدنا بضغط زائد بنصف جوى (مقللا بذلك حجم الهواء في الزجاجة إلى ٢/٣ أو أنها عند هذه الدرجة من الضغط تقفذ السدادة

 
 
أدوات
© اكتشف بنفسك ٢٠٢٤