Les fusées ne sont pas toutes identiques. Elles ont chacune des caractéristiques propres (carburant, poids, taille, ...) ce qui entraîne des puissances différentes.
La puissance est par définition le travail fourni par unité de temps. Son symbole est P.
La puissance d'une force renseigne donc sur la rapidité avec laquelle le travail de la force est effectué.
Pour calculer la puissance, on utilise cette formule :
P = W / Δt (avec P en Watts, W en Joules et Δt en secondes.)
Les fusées actuelles ont des puissances énormes, car elles sont très lourdes et transportent des satellites, du matériel d'observation scientifique, ...
Pour ne pas retomber sur terre lors de son décollage, la fusée doit acquérir une vitesse bien définie.
Il y a deux vitesse principales :
- La vitesse de satellisation qui est de 8 km/s
- La vitesse de libération qui est de 11.2 km/s soit environ 38000 km /h, c' est la vitesse qui permet d' échapper définitivement à l' attraction terrestre.
Tout corps, au voisinage d'une planète, est soumis à des forces, mais elles se ne serons pas forcement les même en fonction de l'altitude à laquelle on se place.
En effet, on peut distinguer deux zones principales où les forces appliquées sont assez particulières :
1° L'atmosphère planétaire :
La fusé est soumise à deux forces motrices. La principale est la poussée exercée par le moteur de la fusée. C'est une force qu'on pourrait qualifier de force de réaction de l'air. En effet, c'est l'éjection des gaz à très grande vitesse qui "appuie" sur l'air, et permet ainsi à la fusée de décoller.
C'est donc une force que l'on appelle la Poussée.
La poussée est proportionnelle à la masse des gaz éjectée par seconde, et à leur vitesse d' éjection
F = m (par sec) * v (en m/s)
F doit être opposée et supérieure à P pour que la fusée décolle, c'est pourquoi les fusées sont disposées sur des support verticaux.
Les gaz éjectés à grande vitesse produisent une force qui contrecarre l' effet de la pesanteur et provoque l' arrachement de la fusée au sol. cette poussée doit être entretenue et rester supérieure à la pesanteur pour que la fusée avance, accélère et donc prenne de la vitesse. En effet, il arrivera bien un moment où les réservoirs seront vides et où la fusée devra pouvoir continuer sur sa propre lancée avec la vitesse acquise.
La fusée est également soumises à la portance . Cette force est comme sur les avions, elle a tendance à d'aspirer la fusée vers le haut.
2° L'espace proche des planètes (où évoluent les fusées) :
La fusée n'est plus soumise qu'à la portance.
Pour faire décoller une fusées, on s'aide aussi d'un facteur spécial. En effet, le point de décollage des fusées n'est pas choisi au hasard.
Les fusées sont lancées vers l'équateur et vers l"est afin de gagner 2000 km à l'heure. En effet, la rotation de la terre et l'attraction terrestre fournissent cette vitesse. Cela constitue une économie considérable de carburant.
Les fusées doivent pour ces raison se coucher rapidement lors de la montée quand l'atmosphère ne freine plus trop.
Lors des décollages, le but n'est généralement pas de continuer à la verticale du lieu de lancement, mais de satelliser la fusée, donc d'aboutir à une trajectoire circulaire ou plus généralement héllyptique , en gros perpendiculaire à un axe vertical.