Spinta: differenze tra le versioni
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In generale si definisce spinta quella forza impressa ad un sistema a massa variabile che espelle una certa portata di massa in direzione opposta a dove si vuole ottenere la variazione di velocità. Tale fenomeno riconducibile al principio di azione e reazione sta alla base della propulsione spaziale e di altre forme di propulsione. La spinta intesa come forza motrice è sempre riconducibile ad una forza interna al sistema considerato. Diamo ora una espressione concreta per la spinta di un razzo che si muove nel vuoto.
Considerando un razzo in moto nella spazio cosmico lontano da qualsiasi fonte di gravità, potremo considerare tale sistema come dinamicamente isolato; il principio di conservazione della quantità di moto assicura che:
'' La quantità di moto del sistema è costante nel tempo''
Avremo: '''q'''(t) = '''q'''(t+dt)
La quantità di moto iniziale vale:
'''q'''(t) = m*'''v'''
La quantità di moto del sistema al tempo t+dt è data dalla quantità di moto del razzo più la quantità di moto del propellente eiettato, quindi: (dm)< 0
'''q'''(t+dt) = (m+dm)*('''v'''+'''dv''') - dm('''v'''+'''c''')
Dove con c si intende la velocità di espulsione del propellente.
Proiettando queste equazioni vettoriali su di un'asse parallelo alla direzione della spinta si ottiene scalarmente:
(m+dm)*(v+dv)+ (-dm)*(v-c)= m*v
Eseguendo i prodotti e trascuranto gli infinitesimi di ordine superiore si ottiene:
dv = -c*(dm/m)
Avremo:
m*dv = -c*dm
E dividento a sinistra e a destra per dt si ottiene:
m*(dv/dt)= -c*(dm/dt)
Che fornisce appunto il valore della spinta impressa al razzo all'istante t.
In linea generale quindi se la velocità di espulsione è costante ed è costante la portata di massa espulsa, il valore della spinta propulsiva vale:
F = c*(dm/dt)
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