ملف تدريبي: دفع الصاروخ

ما سرعة العادم اللازمة لتسارع صاروخ كتلته كجم في عمق الفضاء. يتسارع الصاروخ من سرعة ٠٫٨٠ كم/ث إلى سرعة ١٫٠ كم/ث في زمن ٥٫٠ ث. باستخدام ٥٠ كجم من الوقود، ماذا يجب أن تكون سرعة العادم للحصول على هذه العجلة؟

يتسارع صاروخ رأسيًّا لأعلى، حتى وصلت سرعته إلى ١٣٢ م/ث. يحترق وقود الصاروخ، فيطرد ١١٥ كجم من العادم من الصاروخ رأسيًّا لأسفل بسرعة م/ث. استغرق الصاروخ ١٢٫٤ ث حتى أكمل التسارع. ما كتلة الصاروخ عندما كان خزان الوقود مملوءًا بالكامل، علمًا بأن مقاومة الهواء مهملة؟

صاروخ غير مزود بالوقود كتلته كجم. يجب تزويد الصاروخ بالوقود الكافي ليصل إلى سرعة رأسية لأعلى قدرها ٦٧٧ م/ث بعد ٢٥٫٠ ث من التسارع. يطرد الصاروخ عوادم احتراق الوقود بسرعة م/ث رأسيًّا لأسفل. ما أدنى كتلة للوقود الذي يجب تزويد الصاروخ به، علمًا بأن مقاومة الهواء مهملة؟