Rückstoß: Rakete, Düse, Propeller
Wer etwas nach hinten stößt, wird selbst nach vorn gedrückt. Das ist das Wechselwirkungsprinzip. Rakete, Düsentriebwerk und Propeller nutzen es.
Das lernst du heute
- Ich kann das Wechselwirkungsprinzip nennen.
- Ich kann erklären, wie eine Rakete Schub erzeugt.
- Ich kann Rakete, Düsentriebwerk und Propeller vergleichen.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Kraft und Gegenkraft: der Rückstoß
Du bläst einen Luftballon auf und lässt ihn los. Die Luft strömt nach hinten, der Ballon fliegt nach vorn. Das ist der Rückstoß. Er folgt aus dem Wechselwirkungsprinzip: Übt ein Körper A eine Kraft auf einen Körper B aus, dann übt B eine gleich große, entgegengesetzte Kraft auf A aus. Beide Kräfte greifen an verschiedenen Körpern an. Bei der Rakete verbrennt Treibstoff. Die heißen Gase werden mit hoher Geschwindigkeit nach hinten ausgestoßen. Die Rakete drückt die Gase nach hinten, die Gase drücken die Rakete mit gleicher Kraft nach vorn. Diese Kraft heißt Schub. Eine Rakete braucht keine Luft, an der sie sich abstützt. Sie fliegt auch im Weltall. Ein Propeller schaufelt Luft nach hinten. Die Luft schiebt das Flugzeug nach vorn. Ein Düsentriebwerk saugt Luft an, verdichtet sie und verbrennt Kerosin darin. Die heißen Gase strömen schnell nach hinten aus.
| Antrieb | Was wird nach hinten befördert? | Kraft auf das Fahrzeug |
|---|---|---|
| Luftballon | ausströmende Luft | Rückstoß nach vorn |
| Rakete | heiße Verbrennungsgase | Schub nach vorn |
| Propeller | Luft, die er mit den Blättern wegschiebt | Schub nach vorn |
| Düsentriebwerk | heiße Abgase und Luft | Schub nach vorn |
Hebt die Rakete ab?
- Gegeben: Masse 300 kg, Schub 5000 N. Die Gewichtskraft ist F_G = 300 kg · 10 N/kg = 3000 N.
- Der Schub zeigt nach oben, die Gewichtskraft nach unten.
- Resultierende Kraft: 5000 N − 3000 N = 2000 N nach oben.
- Ergebnis: Die Kraft nach oben ist größer. Die Rakete steigt.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Du stößt etwas nach hinten.
Du selbst bewegst dich nach vorn.
So funktioniert der Rückstoß.
Ein Beispiel
Du sitzt auf einem Rollbrett und wirfst einen schweren Ball nach vorn. Das Brett rollt nach hinten. Die Kraft auf den Ball und die Kraft auf dich sind gleich groß. Bei der Rakete sind die Abgase der Ball.
Schritt für Schritt
Du erklärst den Schub einer Rakete.
- Was wird nach hinten ausgestoßen?
- Wer übt die Kraft auf das Gas aus?
- Welche Gegenkraft wirkt auf die Rakete?
- Vergleiche den Schub mit der Gewichtskraft.
Mit einem Bild erklärt
| Kraft | Wer übt sie aus? | Auf wen wirkt sie? |
|---|---|---|
| Kraft nach hinten | Rakete | Gase |
| Gegenkraft nach vorn (Schub) | Gase | Rakete |
Zur Grundlage zurück
- Kraft und Gegenkraft: der Rückstoß – Du kennst Kraft und Gegenkraft.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Eine Rakete hat einen Schub von 5000 N und eine Gewichtskraft von 3000 N. Wie groß ist die Kraft nach oben insgesamt in N?
Zeig mir den ersten Schritt
Subtrahiere die Gewichtskraft vom Schub.
Lösung ansehen
Lösung: 2000
5000 N − 3000 N = 2000 N.
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Eine Rakete hat 200 kg Masse (g = 10 N/kg) und einen Schub von 2500 N. Wie groß ist die Kraft nach oben insgesamt in N?
Zeig mir den ersten Schritt
Gewichtskraft: 200 · 10.
Lösung ansehen
Lösung: 500
F_G = 2000 N. 2500 N − 2000 N = 500 N.
Tipp: Fragst du „Was bewegt das Fahrzeug?“, dann suche zuerst, was nach hinten wegströmt. Die Gegenkraft darauf bewegt das Fahrzeug.
Merksatz: Kraft und Gegenkraft sind gleich groß und entgegengesetzt. Sie greifen an zwei verschiedenen Körpern an. Rückstoß: Was nach hinten fliegt, schiebt das Fahrzeug nach vorn.
Typischer Fehler: Viele denken, eine Rakete stößt sich an der Luft ab und fliegt im Vakuum nicht. Das stimmt nicht. Sie drückt die eigenen Abgase weg und wird dadurch angetrieben.
Mini-Quiz
4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Lösung ansehen
Lösung: Stimmt nicht
Zeig mir den ersten Schritt
Was passiert mit den Gasen?
Lösung ansehen
Lösung: Die Kraft der ausströmenden Gase auf die Rakete
Lösung ansehen
Lösung: Du rollst von der Wand weg.
Lösung ansehen
Lösung: Er schiebt Luft nach hinten.
Geschafft
Antriebe nach dem Rückstoßprinzip beschleunigen Masse nach hinten. Die Gegenkraft darauf ist der Schub nach vorn. Er wirkt auch im luftleeren Raum.
Kannst du das schon?
Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.
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