Motor iónico

Actividades

El applet simula el funcionamiento básico de un cohete provisto de un motor iónico, para que pueda ser comparado con un cohete estándar de combustible sólido o líquido.

Se introduce

• La diferencia de potencial V entre la fuente de iones y el anillo acelerador, en el control de edición titulado Diferencia de potencial.
• La intensidad I del haz de iones, en el control de edición titulado Intensidad
• La masa m_p de los iones en unidades de masa atómica (1 uma=1.67·10^-27 kg), en el control de edición titulado Masa
• La carga q, en unidades de la carga del electrón (e=1.6·10^-19 C) en el control de selección titulado Carga ión
• La masa M del cohete, en el control de edición titulado Masa del cohete

Se pulsa el botón titulado Empieza

Ejemplo:

• Sea la intensidad del haz I=1 A.
• El potencial acelerador V=50000 V
• El combustible empleado son protones cuya masa es m_p=1 uma y cuya carga es q=1 e.
• El cohete tiene una masa de M=1 kg.

La pérdida de masa en cada segundo es

La masa del combustible expulsado es despreciable frente a la carga útil del cohete.

Si el cohete tiene una masa M=1 kg, y su aceleración es de a=0.032 m/s², en el espacio exterior recorre 1.6 m en 10 s, partiendo del reposo.

Probar el funcionamiento del cohete en las siguientes situaciones:

Con la misma potencia P=I·V, es decir, que el producto de intensidad por diferencia de potencial sea constante, comparar los siguientes casos:

1. V=5000, I=10 A
2. V=50000, I=1 A

• Comprobar el efecto de la masa de los iones: ligeros m_p=1 uma y iones pesados m_p=50 uma;
• Comprobar el efecto de la carga q= 1e, q=3e.