模型火箭的受力

lantianyipian

原图片取自：NASA Glenn Research Center, Learning Technology Project
模型火箭对学生来说是一个较安全与不昂贵的方法来学习力学原理与火箭受到外力时的反应。最早由牛顿的三大运动定律描述了力的作用。力是具有大小与方向的向量。当考虑作用力时，必须同时考虑力的方向与大小。如同飞机一样，模型火箭在飞行时受到四种力：重力，推力，阻力，升力。但这些作用力，在有动力的飞机与火箭上的时候还是有些不同：
1. 在飞机上，升力（与飞行方向垂直的空气作用力）用来克服飞机的重力。在模型火箭上，则是用推力来克服火箭的重力。升力反而用来稳定与控制火箭的飞行方向。
2. 在飞机上，大部分的空气作用力由主翼与尾翼翼面產生。在模型火箭上，空气作用力由安定片，鼻锥，与箭身產生。不管是飞机或火箭，空气作用力皆作用在风压中心（图中黑色中心的黄点），重力则是作用在重心（图中的黄点）上。
3. 当大部分的飞机有著高的升阻比，在火箭上阻力却往往比升力大的多。
4. 对飞机来说，各种力的大小与方向通常维持几乎不变，通常火箭上的作用力在飞行过程中，大小与方向却常常有戏剧性的变化。
有不同的文章来介绍火箭上在各个阶段：发射，动力飞行，惯性飞行（上升与下降），以及降落伞回收时的作用力。如同任何飞行的物体，模型火箭飞行时也以重心（重量的平均位置）為旋转中心。决定模型火箭的重心比决定飞机的重心来的容易。因為模型火箭的零件较少，并且模型火箭的外型也比飞机来的简单。

参考资料：NASA Glenn Research Center, Learning Technology Project.