Testo
Il sistema di lancio dello shuttle utilizzati dalla NASA fino al 2011 consisteva di due razzi laterali con
una massa al lancio di 570t ciascuno, di cui l’85% in carburante. Inoltre la massa del tank dello Shuttle
al momento del decollo è di 760t.
- Che forza di propulsione devono esercitare i due razzi per ottenere un’accelerazione al
momento del lancio pari a 1,00 ⋅ \(g\)? - Un pilota di massa 80kg si trova all’interno dello Shuttle. A che forza aggiuntiva è sottoposto
il corpo del pilota durante il lancio?
Prerequisiti
Per risolvere questo esercizio dovrai conoscere:
- Come gestire le incognite;
- Come risolvere le equazioni
3 Soluzione
3.1 Punto 1
La forza peso \(Fp \) che deve battere il razzo è pari a:
\( Fp =mg=(2*570*10^3kg+760*10^3kg) (9,81 m/s^2) =18639*10^3N =1,87*10^7\)
in cui:
- \(m\) è la massa del razzo;
- \(g\) è l’accelerazione gravitazionale
la forza peso è rivolta verso il basso mentre la spinta \(Fr\) che devono esercitare i dure razzi è rivolta verso l’alto, come rappresentato nella fiura seguente.
Quando le due forza, peso e propulsione, sono uguali il razzo non si muove. Se il razzo si muove verso l’alto con accelerazione pari a \(g\) significa che:
\(Fr=2Fp=2*1,87*10^7N=3,7*10^7 N\)
3.2 Punto 2
L’accelerazione a cui è sottoposto il pilota è pari a \(g\) verso l’alto, poiché la propulsione spinge il razzo con accelerazione netta pari a \(g\) verso l’alto.
Perciò la forza che agisce sul pilota \(Fa\) è rivolta verso l’alto ed è pari a:
\(Fa=80kg*9,81 m/s^2 =7,8*10^2 N \)
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