دھکے کا نیوٹن
نیوٹن وہ قوت ہے جو ایک سیکنڈ میں ایک کلوگرام کی رفتار ایک میٹر فی سیکنڈ بڑھا دے۔ تقریباً 100 گرام کا سیب ہتھیلی کو ایک نیوٹن کی قوت سے دباتا ہے۔ راکٹ انجن ہر سیکنڈ سینکڑوں کلوگرام گیس 3–4 km/s کی رفتار سے باہر پھینکتا ہے اور ملینوں نیوٹن کا دھکا پاتا ہے — یعنی میگا نیوٹن۔
دھکا دو اجزا سے بنتا ہے: دھار کا معیارِ حرکت ṁ·vₑ اور نوزل کے دہانے پر دباؤ کا فرق۔ اسی لیے ایک ہی انجن زمین کے قریب خلا کی نسبت کمزور دھکا دیتا ہے، اور نوزل کی شکل طے کرتی ہے کہ وہ کہاں بہتر کام کرے۔ راکٹ تبھی اٹھتا ہے جب دھکا وزن سے زیادہ ہو؛ ان کا تناسب دھکا-وزن تناسب ہے۔
| نشان | N · kN · MN |
| تعریف | 1 N = 1 kg·m/s² — نیوٹن کے دوسرے قانون کے مطابق F = ma |
| دھکا | F = ṁ·vₑ + (pₑ − pₐ)·Aₑ |
| پرانی اکائیاں | 1 kgf = 9.80665 N · 1 tf = 9.807 kN · 1 lbf = 4.448 N |
| اڑان | دھکا-وزن تناسب F / mg، 1 سے زیادہ · لانچ پر راکٹوں کا 1.2–1.6 |
| عام قدریں | سیب — 1 N · ہوائی جہاز کا انجن — سینکڑوں kN · مائع ایندھن راکٹ انجن — تقریباً 2 MN · بھاری راکٹ — 30–70 MN |
01 · تعریف
قوت، دھار کا معیارِ حرکت اور دہانے پر دباؤ
نیوٹن کا دوسرا قانون: قوت کمیت ضرب اسراع کے برابر ہے۔ نیوٹن وہ قوت ہے جس سے ایک کلوگرام کو 1 m/s² کا اسراع ملے۔ انجن اپنی ہی دھار کو دھکیل کر آگے بڑھتا ہے: ہر سیکنڈ کمیت ṁ کو رفتار vₑ سے باہر پھینکتا ہے اور قوت ṁ·vₑ پاتا ہے — تیسرے قانون کے مطابق۔
دوسرا جزو دباؤ ہے۔ اگر نوزل کے دہانے پر گیس ہوا سے زیادہ دباؤ ڈالے تو وہ مزید دھکیلتی ہے؛ اگر کم ہو تو ہوا دھار کو دباتی ہے اور دھکا گھٹاتی ہے۔ لمبا نوزل گیس کو زیادہ تیز کرتا ہے اور خلا میں اچھا چلتا ہے، مگر زمین کے قریب پیچھے رہ جاتا ہے۔ چھوٹا نوزل اس کے برعکس۔ مخصوص ضربہ Isp فی سیکنڈ خرچ ہونے والے ایندھن کے وزن پر دھکا ہے، سیکنڈوں میں: جتنا زیادہ، انجن اتنا کفایتی۔
اڑنے کے لیے کتنے نیوٹن چاہییں
چنیں کہ کیا اٹھانا ہے اور دھکا مقرر کریں — پیمانہ لوگارتھمی ہے، 0.1 N سے 100 MN تک۔ وزن کششِ ثقل کی قوت mg ہے۔ اڑان تب ہے جب دھکا وزن سے زیادہ ہو۔
گیراج: پرزوں سے راکٹ بنائیں
راکٹ اسمبلی ہال میں کھڑا ہے۔ ہر پرزہ کمیت، ہوا کی مزاحمت اور دھکا بدلتا ہے: نوز کون ناک کی شکل، باڈی ٹینکوں کا قطر اور یہ کہ کتنے انجن سمائیں گے، فنز max-Q پر استحکام، انجن اور نوزل دھکا اور مخصوص ضربہ۔ جو پرزہ آخر میں بدلا گیا وہ روشن ہے۔ دائیں طرف حصوں کے لحاظ سے کمیت، دھکا-وزن تناسب اور رفتار کا ذخیرہ۔ جب راکٹ تیار ہو — «لانچ پیڈ پر لے جائیں»۔
راکٹ بنائیں — اور دیکھیں کہ اڑتا ہے یا نہیں
راکٹ اوپر گیراج میں بنتا ہے: نوز کون، باڈی، فنز، انجن، نوزل، ایندھن اور پے لوڈ۔ جو بنا وہی پیڈ پر آتا ہے۔ اصل کام — «لانچ»: الٹی گنتی، اشتعال، پیڈ سے اٹھنا، آواز کی رکاوٹ، زیادہ سے زیادہ حرکی دباؤ، انجن بند ہونا اور سب سے اونچے مقام تک جمودی پرواز۔ گیراج میں دوسرا مرحلہ جوڑا جا سکتا ہے اور «مدار کی طرف موڑ» چالو کیا جا سکتا ہے: اٹھنے کے بعد راکٹ افق کی طرف جھکتا ہے، پہلا مرحلہ الگ ہوتا ہے، دوسرا تقریباً 7.8 km/s افقی رفتار پکڑتا ہے — اور اگر حضیض 160 km سے اوپر ہو تو راکٹ مدار میں ہے۔ موڑ کے بغیر پرواز عمودی ہے، جیسے جیوفزیکل ساؤنڈنگ راکٹ کی۔ پہلے سیکنڈ آہستہ گزرتے ہیں، پھر پرواز تیز کر دی جاتی ہے؛ منظر کے نیچے سلائیڈر اسے آگے پیچھے کرتا ہے۔ دائیں طرف نوزل کا تراش: دہانے پر دباؤ بمقابلہ باہر کا دباؤ، انہی پر دھار کی شکل اور دھکا منحصر ہے۔
—
02 · تبدیلی
| {n} | {v} | {note} |
فوری حساب: ایک ٹن قوت تقریباً 10 kN، سو ٹن دھکا تقریباً 1 MN۔ زیادہ درست — 9.807 سے ضرب دیں۔
امریکی انجن اکثر پاؤنڈ قوت میں بیان کیے جاتے ہیں: ایک ملین lbf یعنی 4.45 MN۔
03 · مقداری درجے
04 · پیمائشی آلات
05 · لکھنے کے اصول
06 · ہمسایہ اکائیاں
07 · تاریخی حصہ
نیوٹن SI کی ماخوذ اکائی ہے: کلوگرام، میٹر اور سیکنڈ۔ 2019 سے کلوگرام پلانک مستقل سے متعین ہے، اور نیوٹن بھی اسی پر ٹکا ہے۔ قوت کے معیار ایسی مشینیں ہیں جو معلوم ثقلی میدان میں معلوم باٹوں سے سینسر پر بوجھ ڈالتی ہیں؛ سب سے بڑی کئی میگا نیوٹن سنبھالتی ہیں۔
راکٹ انجن کا دھکا کوئی مستقل پاسپورٹی عدد نہیں۔ یہ باہر کے دباؤ پر منحصر ہے، اس لیے خصوصیات میں دو عدد لکھے جاتے ہیں: سطحِ سمندر پر اور خلا میں۔ پرانی حوالہ کتابیں دھکا ٹن قوت میں دیتی تھیں؛ GOST 8.417 کے مطابق یہ نظام سے باہر کی اکائی ہے، اسے 9 807 سے ضرب دے کر نیوٹن میں بدلا جاتا ہے۔
مقداروں کی فہرست
پوری فہرست ←SI کی سات بنیادی اکائیاں
تیزاب کا ایک قطرہ رس کا رنگ بدل دیتا ہے، نمک شعلے کو رنگ دیتا ہے، پانی ایک ٹھوکر سے جم جاتا ہے۔ ان کے نیچے Simetrium کے تمام ورق، شعبوں کے لحاظ سے اور حروفِ تہجی کی ترتیب میں۔
فہرست کھولیں ←