Calculadora de Velocidad de Escape

Antecedentes históricos

El concepto de velocidad de escape se originó con el estudio de la propulsión de cohetes a principios del siglo XX. Konstantin Tsiolkovsky, Robert Goddard y Hermann Oberth hicieron contribuciones significativas, sentando las bases para la cohetería moderna. La velocidad de escape es fundamental para determinar la eficiencia de los motores de cohetes y es un parámetro crítico en la ecuación del cohete de Tsiolkovsky.

Fórmula

La fórmula de la velocidad de escape es:

\[ V = \frac{F - (p_e - p_a) \cdot A}{\dot{m}} \]

donde:

• \( V \) es la velocidad de escape (m/s),
• \( F \) es la fuerza de empuje (N),
• \( p_e \) es la presión de salida (N/m²),
• \( p_a \) es la presión atmosférica (N/m²),
• \( A \) es el área de escape (m²),
• \( \dot{m} \) es el caudal másico (kg/s).

Ejemplo de cálculo

Supongamos que un motor de cohete genera un empuje de 50.000 N, con una presión de salida de 120.000 N/m², una presión atmosférica de 101.325 N/m², un área de escape de 1,2 m² y un caudal másico de 45 kg/s. La velocidad de escape se calcula de la siguiente manera:

\[ V = \frac{50000 - (120000 - 101325) \cdot 1.2}{45} \approx 831,25 \, \text{m/s} \]

Preguntas frecuentes

¿Qué es la velocidad de escape en la ciencia de los cohetes?

• Se refiere a la velocidad de flujo lineal de los gases de escape que salen de un cohete, determinando el empuje y la eficiencia del motor.

¿Por qué es importante la velocidad de escape?

• Las velocidades de escape más altas contribuyen a cohetes más eficientes, lo que resulta en un mayor empuje por unidad de combustible consumido.

¿Afecta la presión atmosférica a la velocidad de escape?

• Sí, la diferencia entre la presión de salida y la presión atmosférica influye en el empuje y, en consecuencia, en la velocidad de escape.