Water Rocket · 물로켓 추진

물로켓 도달 거리 시뮬레이터

분출 속도 vₑ = √(2(P−P₀)/ρ) 추력 F = ṁvₑ = 2A(P−P₀) 기체 PVᵞ = 일정

입력값

발사각 θ 45°

초기 압력 P₀ kPa (게이지)

대회용 물로켓 보통 400~700 kPa

병 전체 부피 L

💧 물 부피 0.50 L (33%)

물양이 핵심 변수입니다. 아래 곡선에서 최적 물양을 확인하세요.

노즐(분사구) 지름 mm

빈 로켓 질량 g (물 제외)

고급 설정 (항력 · 발사 높이 · 기체 모델)

공기 저항(항력) 고려

항력계수 C_d 로켓 형상

로켓 지름 cm (단면)

발사 높이 h m

기체 팽창 모델

계산 결과

수평 도달 거리 R

—m

최적 물 부피

—

최대 가능 거리

—m

최고점 높이 H

—m

분출 종료 속도

—m/s

분출 시간

—s

물 부피에 따른 도달 거리

파란 점 = 현재 설정 · 노란 점 = 최적 물양. 물이 너무 적으면 반작용 질량 부족, 너무 많으면 무겁고 공기 팽창 공간 부족으로 거리가 줄어듭니다.

물리 모델: 물 분출 추력 F = 2A(P−P₀) (작용·반작용·운동량 — 고1 범위) + 포물선/항력 비행을 수치적분. 압축 공기 팽창 PVᵞ=일정 부분은 기체 단열·등온 변화로 고1 교과 범위를 넘는 내용(물리학Ⅱ·화학)이라 모델에 포함했습니다. 물 분출 후 남은 압축 공기의 추가 추력은 무시했습니다(약간 과소평가). ρ_water=1000, P₀=101.3 kPa, g=9.8 사용.