Calculadora de Velocidade de Escape

Histórico

O conceito de velocidade de escape teve origem no estudo da propulsão de foguetes no início do século XX. Konstantin Tsiolkovsky, Robert Goddard e Hermann Oberth fizeram contribuições significativas, lançando as bases para a foguetaria moderna. A velocidade de escape é fundamental para determinar a eficiência dos motores de foguetes e é um parâmetro crítico na equação do foguete de Tsiolkovsky.

Fórmula

A fórmula da velocidade de escape é:

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

onde:

• \( V \) é a velocidade de escape (m/s),
• \( F \) é a força de impulso (N),
• \( p_e \) é a pressão de saída (N/m²),
• \( p_a \) é a pressão atmosférica (N/m²),
• \( A \) é a área de escape (m²),
• \( \dot{m} \) é a taxa de fluxo de massa (kg/s).

Cálculo de Exemplo

Suponha que um motor de foguete gere um impulso de 50.000 N, com uma pressão de saída de 120.000 N/m², uma pressão atmosférica de 101.325 N/m², uma área de escape de 1,2 m² e uma taxa de fluxo de massa de 45 kg/s. A velocidade de escape é calculada da seguinte forma:

\[ V = \frac{50000 - (120000 - 101325) \cdot 1.2}{45} \approx 831.25 \, \text{m/s} \]

Perguntas Frequentes

O que é velocidade de escape na ciência dos foguetes?

• Refere-se à taxa de fluxo linear dos gases de escape que saem de um foguete, determinando o impulso e a eficiência do motor.

Por que a velocidade de escape é importante?

• Velocidades de escape mais altas contribuem para foguetes mais eficientes, resultando em maior impulso por unidade de combustível consumido.

A pressão atmosférica afeta a velocidade de escape?

• Sim, a diferença entre as pressões de saída e atmosférica influencia o impulso e, consequentemente, a velocidade de escape.