ロケットはどのように反対プッシュする空気がない宇宙で動作しますか?

2002年9月

ライト兄弟は、おそらく空気がない宇宙で飛行することを考えたことはありませんでした。 彼らは彼らの飛行機を前進させるために空気を押すプロペラを設計しました。 ロケットはまた、前方に飛行機を移動している可能性がありますが、ロケットはまだ発明されていませんでした。 プロペラとロケット駆動装置の違いは何ですか。 ロケットが動作する原理についての誤解を持っている人々のためにかなり一般的です。

摩擦の力は、車や電車などの通常の物体を推進します。 列車はトラックを押し、車は車輪とトラックまたは道路との間の摩擦のために道路を押します。 しかし、宇宙のロケットは、反対にプッシュするものは何もありません。 したがって、推進力は摩擦以外のものでなければなりません。 ロケットは線形運動量の保存の法則のために働く。

線形運動量の保存の法則は物理学において非常に重要です。 運動量は、物体の質量にその速度を掛けたものとして定義されます。 簡単に言えば、保存則は、閉じたシステム(外部の影響を受けないシステム)では、システムの総運動量は一定のままであると述べています。 今、システムの様々な部分の運動量が変化する可能性がありますが、総運動量は常に一定でなければなりません。

軽量カートに搭載された機関銃を考えてみましょう。 銃が発射されると、弾丸は一方の方向に進み、カートは他方の方向に反動します。 弾丸の運動量の大きさはカートの運動量に等しいが、方向は反対である。 したがって、1つの運動量は正であり、1つは負であり、合計変化(それらの合計)はゼロになる。 物事は今動いていますが、銃カートシステムの総勢いは変わっていません。

同様の方法で、ロケットエンジンによって排出されるときにガスが運動量を与えられるため、ロケットは宇宙を移動します。 宇宙で休んでいるロケットを考えてみましょう。 システムに勢いはありません。 次に、エンジンが点火する。 排気ガスが一方向に進むと、ロケットはシステムの総運動量を一定に保つために他の方向に進みます。 ガスのこの運動量の変化は、ロケットに前進するための”プッシュ”を与える。 私たちは、このプッシュ、ロケットの推力、すなわちロケットに加えられる力を呼び出します。

この推力は、排気ガスの速度と毎秒排出されるガスの質量に依存し、時には毎秒燃料のポンドで燃焼速度と呼ばれます。

この推力は、排気ガスの速度と毎秒排出されるガスの質量に依存します。 地球上では、空気は排気ガスがエンジンから出るのを抑制する傾向があります。 これは推力を減少させる。 しかし、大気がないので、宇宙では、排気ガスははるかに簡単かつ迅速に出ることができ、したがって推力が増加する。 したがって、ロケットエンジンは、実際には地球上でここよりも宇宙で優れて動作します。

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