by Η ανάρτηση αφορά συναδέλφους φυσικούς και ανήσυχους μαθητές Γ΄ Λυκείου. Αφιερώνεται στον αγαπητό συνάδελφο, φίλο και συνονόματο Άρη Αλεβίζο που ασχολείται με συναφή θέματα.
Πρώτα θα αποδείξουμε και θα διερευνήσουμε την πυραυλική εξίσωση του Konstantin Tsiolkovsky που διατυπώθηκε το 1903 από τον αυτοδίδακτο, σχεδόν κουφό, Ρώσο μαθηματικό και φυσικό και άνοιξε το δρόμο για την κατάκτηση του διαστήματος. Ο Τσιολκόφσκι εμπνεύστηκε απο τα μυθιστορήματα του Ιουλίου Βερν, από τον νεόδμητο πύργο του Αϊφελ συλαμβάνοντας την ιδέα ενός κοσμικού ανελκυστήρα και απο τον φιλόσοφο Nicolay Fiodorov υποστηρίζοντας την τελειότητα της ανθρώπινης φυλής μέσω της αποίκησης στο διάστημα. Στη συνέχεια λίγα λόγια για τους χημικούς κινητήρες και τους κινητήρες ιόντων στα πλαίσια της φυσικής με την προσθήκη που δεν έγραψα στο pdf ότι οι χημικοί κινητήρες σαν κινητήρες εσωτερικής καύσης περιορίζονται από την απόδοση του κύκλου Carnot ενώ οι κινητήρες ιόντων σαν ηλεκτρικοί – ηλεκτρομαγνητικοί κινητήρες έχουν αποδόσεις γύρω στο 90%. Στη συνέχεια λίγα λόγια για τους κινητήρες του Starship της SpaceX και του προγράμματος Artemis της NASA που τα επόμενα χρόνια θα οδηγήσουν τον άνθρωπο πάλι στο φεγγάρι και στον Άρη.
Τέλος θα λύσουμε την παρακάτω άσκηση πυραυλικής(απλή εφαρμογή της πυραυλικής εξίσωσης).
Πύραυλος δύο σταδίων κινείται στο κενό με ταχύτητα 5 km/s. Στο πρώτο στάδιο(γαλάζιο) η δομή έχει μάζα 9 tn και τα καύσιμα 120 tn. Στο δεύτερο στάδιο(πορτοκαλί) η δομή έχει μάζα 3 tn και τα καύσιμα 30 tn. Η ταχύτητα εκτόξευσης καυσαερίων ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΟΝ ΠΥΡΑΥΛΟ στο πρώτο στάδιο είναι 2,6 km/s και στο δεύτερο 3,2 km/s. Αν το οφέλιμο φορτίο(πράσινο) που θα μεταφερθεί τελικά στον προορισμό είναι 3 tn ποιά η τελική ταχύτητα υ του διαστημόπλοιου.
Διήγημα του Νίκου Παπαπερικλή για τον Τσιολκόφσκυ.
Από το βιβλίο “Η εποχή μας” των Νίκου Παπαπερικλή – Ασημάκη Γιαλαμά. (1961, εκδόσεις 20ου αιώνα)
Η εικόνα του Νίκου Καστανάκη.
Πολύ ωραία αφήγηση Γιάννη. Το ωραίο είναι ότι το είχες έτοιμο!!! Ο Τσιολκόφσκι πέθανε το 1935 και μόλις 22 χρόνια αργότερα ο Σπούτνικ 1 μια σιδερένια μπάλα 85 κιλών έκανε γύρους γύρω από τη γη. 26 χρόνια μετά το θάνατο του Τσιολκόφσκι ο Γιούρι Γκαγκάριν έκανε βόλτες στο διάστημα με 27000 km/h. Ίσως οι σοβιετικοί χρώσταγαν τις πρωτιές στον Τσιολκόφσκι παρά το γεγονός ότι ο Φον Μπράουν είχε μετακομίσει στις ΗΠΑ.
Καλημέρα Άρη. Ωραία ανάρτηση. Μας θύμισες την εποχή των δεσμών, που κάναμε συστήματα μεταβλητής μάζας και υπολογίζαμε την επιτάχυνση του πυραύλου εκτός αλλά και εντός του πεδίου βαρύτητας, με τη σχετική ταχύτητα να διδάσκεται. Αν έπρεπε να επιλέξω μεταξύ Κβαντομηχανικής και Συστημάτων Μεταβλητής μάζας η θέση μου είναι προφανής. Η Μηχανική και μάλιστα η Νευτώνεια είναι στην καθημερινή μας πραγματικότητα αλλά δυστυχώς διδάσκεται πετσοκομένη. Είναι πιο σημαντικό να ξέρει ο μαθητής πως προωθείται το διαστημόπλοιο, από το να παπαγαλίζει τις ιδιότητες της κυματοσυνάρτησης του ηλεκτρονίου.
Διόρθωσε το -uelnM = -ue(lnΜf – lnMi) και την ταχύτητα 4565 m/s.
Περιττό να σου πω ότι μου έδωσες ιδέα για ανάρτηση…🚀
Γιάννη τι διαμαντάκι-διήγημα είναι αυτό; Η ιδέα υπήρξε, κάποια εκατομμύρια την υποστήριξαν, μετά ξέφτισε, αλλά χάθηκε; Δε νομίζω, αφού οι ιδέες δεν φθείρονται.
Αν θέλετε δείτε και αυτήν την προσομοίωση σε HTML5 ΕΔΩ
Έχω πολλά χρόνια να την δω και δεν ξέρω αν είναι σωστή . Μοιάζει ….
Ωραία και χρήσιμη η ανάρτηση Άρη.
Εννοείται οτι συμφωνώ απόλυτα. Δεν καταλαβα τι ιδέα σου έδωσα. Έκπληξη; Ανδρέα με 4500 km/s ταχύτητα εξόδου καυσαερίων αντί για το φεγγάρι θα έφτανε στον α Κενταύρου.
Ακριβής είναι. Έχει και τα sec που ο πύραυλος χρειάζεται να ξεκολήσει από το έδαφος. Δεν το έχω ψάξει, ενδεχόμενα να υπάρχουν καλύτερες προσομοιώσεις.
Ευχαριστώ πολύ. Είναι ερασιτεχνικές οι κατασκευές που κάνω και νομίζω πως φαίνεται αυτό. Επίσης θυμήθηκα τις Δέσμες…. που κάναμε παρόμοιες ασκήσεις.
Άρη καλησπέρα μόλις άνοιξα τον υπολογιστή για σήμερα και είδα την πολύ ευγενική αφιέρωσή σου και την δουλειά σου για την εφαρμογή της εξίσωσης Tsiolkovsky.
Ευχαριστώ πολύ.
Συμπληρωματικά θα μπορούσε να δει κανείς μια παλαιότερη ανάρτησή μου στο ylikonet
με τίτλο Πύραυλος SLS, κινητήρας RS-25 και ακροφύσιο σύγκλισης-απόκλισης. εδώ
Ενώ στο
βλέπουμε το βίντεο με την εκτόξευση του ινδικού οχήματος Chandrayaan-3
Αξίζει τον κόπο να δει κανείς από 35-50 min όπου βλέπουμε σε real time πως απορρίπτει τα διάφορα κομμάτια του πυραύλου και μένει η διαστημοσυσκευή να κινείται με βάση τις βαρυτικές έλξεις προς σεληνιακό Νότιο Πόλο. Βλέπουμε επίσης τις μεταβολές ύψους, ταχύτητας και διεύθυνσης του πυραύλου-διαστημοπλοίου.
Να θυμίσουμε ότι το Chandrayaan-3 προσεληνώθηκε με επιτυχία στο σημείο που είχε σχεδιαστεί.
Δεν έχω ασχοληθεί με τον Raptor της SpaceX και τον πύραυλο Starship και θεωρώ πολύ-πολύ αμφισβητήσιμο τον εποικισμό του Άρη- όχι το να φτάσουν εκεί κάποια όργανα μέτρησης-.
Αντρέα συμφωνώ με τα λεγόμενά σου αλλά μας έφαγε ότι θέλουμε και την «μοντέρνα φυσική» στο αναλυτικό. Τουλάχιστον να ήταν η ύλη που θέλουν αυτοσυνεπής……
Γιάννη φοβερό το κείμενο που μας χάρισες.