työntövoimasta

Työntövoimasta voidaan puhua proppioivana voimana, jolla kappaleen liikkeen eteneminen edistetään. Se syntyy, kun voima tuotetaan moottorissa, potkussa, suihkumoottorissa tai raketissa siten, että massa poistuu järjestelmästä nopeammin kuin se sinne tulee. Työntövoima noudattaa Newtonin kolmatta lakia: jokaiselle reaktiovoimalle on vastakkainen, yhtä suuri reaktio, joka suuntautuu vastakkaiseen suuntaan.

Työntövoimaa voidaan kuvata yleisesti tietyllä yhtälöllä. Yleisessä muodossa F_T = ṁ v_e + (p_e - p_a) A_e, jossa ṁ on massavirta, v_e on poistuvan massan nopeus, p_e on poispäin suunnatun virtauksen ulkopuolinen paine, p_a on ympäröivän tilan paine ja A_e on aukon pinta-ala. Tämä malli soveltuu erityisesti suihkumoottoreihin ja rakettimoottoreihin; todellinen suhde voi vaihdella järjestelmän ominaisuuksien mukaan. Työntövoima määrittää laitteen tai ajoneuvon kiihtyvyyden F_T = m a, kun muut vastusvoimat jätetään huomioimatta.

Sovellukset ja merkitys: työntövoimaa hyödynnetään monissa teknisissä ratkaisuissa, kuten lentokoneiden potkureissa ja suihkumoottoreissa, merikulkeutuvissa ajoneuvoissa sekä avaruusalusten thruster-järjestelmissä. Tehokkuutta mitataan usein erityisellä impulssilla (Isp), joka kuvaa yhtä sekunnin mittaista mahdollisuutta tuottaa työntövoimaa käytetyn polttoaineen määrällä. Työntövoima on siis keskeinen käsite sekä perusfysii­kassa että käytännön sovelluksissa, joissa liikkeen hallinta ja kiihtyvyys riippuvat siitä, kuinka paljon voimaa voidaan tuottaa ja miten tehokkaasti polttoaine käytetään.