|
การเคลื่อนที่ของจรวดพลังน้ำ
สามารถอธิบายได้ด้วย กฏการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตั้น
(Newton's Third Law of Motion) ซึ่งอธิบายไว้ว่า
ในธรรมชาติเมื่อมีการกระทำ(หรือแรง)ใดๆ ต่อวัตถุอันหนึ่ง
จะปรากฏแรงที่มีขนาดเท่ากันแต่มีทิศทางที่ตรงกันข้าม
กระทำกลับต่อแรงนั้นๆ (For every action (force) in
nature there is an equal and opposite reaction.)
ยกตัวอย่างง่ายๆ เช่น ให้เด็กคนหนึ่งยืนถือก้อนหินอยู่บนรถเข็นที่ล้อไม่มีความฝืด
เมื่อให้เด็กทุ่มก้อนหินออกมา พบว่ารถเข็นจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ตรงข้ามกันกับทิศที่เด็กคนนั้นทุ่มก้อนหินออกมา
ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเมื่อเด็กออกแรงกระทำต่อก้อนหิน
(โดยการทุ่มมันออกมา) ก้อนหินเองก็มีแรงกระทำตอบกลับไปยังเด็ก
ซึ่งส่งผลให้รถเข็นที่จอดนิ่งอยู่
เคลื่อนที่ได้
จากกฏการเคลื่อนที่ข้อที่ 3 ของนิวตั้น สามารถนำมาอธิบายถึงสาเหตุที่จรวดพลังน้ำสามารถขับเคลื่อนขึ้นไปได้
ด้วยแรงดันลมที่ถูก
บรรจุอยู่ภายในขวด จะขับดันน้ำ
พ่นออกทางท้ายของจรวด และส่งผลให้เกิดมีแรงในทิศตรงกันข้ามซึ่งถูกเรียกว่า
แรงผลัก หรือ Thrusting Force ผลักดันให้จรวดเคลื่อนที่ไปทางด้านหน้าเช่นกัน
นอกจาก
thrust แล้ว ยังมีแรงอื่นๆ ที่มีส่วนสำคัญในการเคลื่อนที่ไป
หรือต่อต้านการเคลื่อนที่ของจรวดอีก ซึ่งได้แก่ น้ำหนัก
(Weight), แรงต้าน (Drag ), และ แรงยก (Lift )
น้ำหนัก
(Weight)
คือแรงเนื่องจากสนามความโน้มถ่วงของโลกที่กระทำต่อวัตถุ
โดยทั่วไปในาการศึกษาเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ
เราจะพิจารณาถึง น้ำหนักรวม
ของวัตถุ (Total weight)
ซึ่งเป็นแรงจากสนามความโน้มถ่วงที่กระทำ ณ ตำแหน่ง
จุดศูนย์กลางมวล (Center of Gravity)
แรงต้าน
(Drag)
คือ
แรงที่ขัดขวางการเคลื่อนที่ของวัตถุ ผ่านในตัวกลางที่เป็นของเหลว
(รวมถึงอากาศ) มีทิศในทางตรงกันข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุ
แรงต้านนี้เกิดเนื่องจากความแตกต่างของความเร็วที่ผิวสัมผัสของของแข็ง
ในระหว่างที่มันเคลื่อนตัวผ่านไปในของเหลว ดังนั้นทุกๆส่วนของวัตถุจึงมี
ผลในการก่อให้เกิดแรงด้านนี้
ดังนั้นในการออกแบบจรวด หรืออากาศยานใดๆ จำเป็นต้องพิจารณาถึงรูปร่างของวัตถุนั้นด้วย
แรงยก
(Lift)
เป็นแรงที่ทำหน้าที่พยุงอากาศยานให้ลอยได้ในอากาศ
แรงยกโดยทั่วไปจะเกิดที่ส่วนของปีก และแพนหาง ที่มีการเคลื่อนที่
และรบกวนในการ
ไหลของอากาศ ให้มีการเบี่ยงเบนทิศทาง
ดังนั้นถ้าไม่มีการเคลื่อนที่ก็ไม่เกิดแรงยกขึ้น
|
