PHYSICS
Nguyên lý hoạt động
Tên lửa nước hoạt động dựa trên nguyên lý từ hai định luật sau đây :
* Định luật III của Newton :
Có hai thành phần trong nhiên liệu của một nước tên lửa, nước và không khí. Nước, một chất lỏng không nén được, được đổ vào tên lửa trước khi nó được đặt trên bệ phóng và hoạt động như khối lượng phản ứng. Không khí, lưu được nhiều năng lượng hơn nước bởi vì khả năng chịu nén (nước cơ bản là không nén được và vì vậy khi tạo áp lực một tên lửa không thêm năng lượng cho nước), sau đó được bơm vào tạo áp lực, do đó áp lực càng lớn, càng có nhiều năng lượng lưu trữ. Khi một tên lửa nước được phóng, sự khác biệt giữa áp suất bên trong và áp suất khộng khí đẩy tên lửa bay lên, tiếp đến sự trục xuất của nước và không khí ra khỏi vòi phun cho đến khi áp suất bên trong và áp suất không khí được cân bằng. Hành động này tạo ra một lực đi xuống và bằng cách áp dụng định luật III của Newton, ta có thể biết được rằng tổng động lượng của tác động lên hệ thống tên lửa vẫn không đổi và bằng không (tức là định luật bảo toàn động lượng vẫn tồn tại), từ đấy ta biết được rằng phải có một lực bằng nhau nhưng ngược lại tác dụng lên tên lửa (đẩy nó lên trên) và đó chính là lực đẩy,.Lực này là nguyên nhân ảnh hưởng đến gia tốc của tên lửa dựa trên phương trình F = ma.
* Định luật bảo toàn động lượng dẫn đến sự chuyển động bằng phản lực:
Không khí được bơm vào trong thân tên lửa làm gia tăng áp suất.Khi tên lửa được phóng ,do áp suất trong thân tên lửa cao hơn bên ngoài nên không khí sẽ phun ra ngoài theo lỗ hổng ở đuôi tên lửa (miệng chai). Tên lửa sẽ được đẩy về phía trước theo định luật bảo toàn động lượng : MV=mv
Trong đó:
M:Là khối lượng của tên lửa.
V:vận tốc của tên lửa.
m:khối lượng của khí và nước phun ra.
v:vận tốc của khí và nước.
Lưu ý :
Phải có một sự cân bằng chính xác giữa khối lượng nước và không khí bởi vì không khí lưu trữ một lượng năng lượng lớn bên trong tên lửa. Nếu khối lượng nước quá cao so với khối lượng không khí được lưu trữ, năng lượng sẽ trở nên quá ít (vì, như đã nói trước đây, không khí lưu trữ năng lượng bên trong tên lửa). Ngược lại, nếu có quá ít nước khối lượng phản ứng sẽ không đủ để tạo ra gia tốc (cung cấp lực đẩy), vì không khí nhẹ hơn nước và như vậy, hiệu suất của tên lửa sẽ được ít hơn so với tối ưu. Thực nghiệm, tỷ lệ nước-đối-không khí là 1:2 (1/3 khối lượng là nước) đã được tìm thấy mang đến hiệu quả cao nhất (là hiệu quả nhất.)
Làm thế nào để tên lửa bay cao hơn ?
- Tên lửa không được quá nặng
- Phần thân tên lửa sau khi đổ đầy nước phải có một khoảng không gian đủ để bơm áp suất với tỷ lệ như sau: tỷ lệ nước đối với không khí là 1:2 với 1/3 khối lượng là nước.
- Trong tên lửa không khí càng nhiều thì sẽ tạo điều kiện cho tên lửa có thể bay cao hơn tuy nhiên lưu ý không được bơm quá mức cho phép sẽ làm hỏng tên lửa cũng như là giàn phóng
Làm thế nào để tên lửa bay thẳng ?
- Phần đầu tên lửa nên được gắn hình chóp nón có đỉnh nhọn để định hướng và cản không khí tốt,đầu tên lửa càng nặng thì việc định hướng tên lửa sẽ càng tốt
- Tên lửa nên được gắn cánh đối xứng để giúp định hướng tốt hơn
- Lưu ý vị trí của tên lửa so với dàn phóng

