jak działa rakieta w kosmosie, gdzie nie ma powietrza do pchania?

wrzesień 2002

bracia Wright prawdopodobnie nigdy nie myśleli o lataniu w kosmosie, gdzie nie było powietrza. Zaprojektowali śmigło, które pchało w powietrze, aby ich samolot poruszał się do przodu. Rakieta mogła również przesunąć samolot do przodu, ale rakiety nie zostały jeszcze wynalezione. Jaka jest różnica w śmigle i urządzeniu napędzanym rakietą. Jest to dość powszechne dla ludzi, aby mieć błędne przekonanie dotyczące zasady, na której działa rakieta.

siła tarcia napędza zwykłe przedmioty, takie jak samochody i pociągi. Pociąg pcha się po torze, a samochód pcha się po drodze z powodu tarcia między kołami a torem lub drogą. Jednak rakieta w kosmosie nie ma przed czym walczyć. Dlatego Siła napędu musi być czymś innym niż tarcie. Rakieta działa ze względu na prawo zachowania pędu liniowego.

prawo zachowania pędu liniowego jest bardzo ważne w fizyce. Pęd jest zdefiniowany jako masa obiektu razy jego prędkość. Po prostu prawo konserwatorskie mówi, że w układzie zamkniętym (takim bez wpływów zewnętrznych) całkowity pęd układu pozostaje stały. Teraz pęd różnych części układu może się zmienić, ale całkowity pęd musi być zawsze stały.

weź pod uwagę Karabin maszynowy zamontowany na wózku lekkim. Jeśli broń zostanie wystrzelona, kule idą w jednym kierunku, podczas gdy wózek odchyla się w drugim. Wielkość pędu pocisków równa się pędu wózka, ale kierunki są przeciwne. Tak więc jeden pęd jest dodatni, a jeden ujemny, przez co całkowita zmiana (ich suma) jest zerowa. Mimo że sytuacja się zmienia, całkowity pęd systemu gun-cart nie uległ zmianie.

w podobny sposób rakieta porusza się w przestrzeni kosmicznej, ponieważ gazy otrzymują pęd, gdy są wyrzucane przez silnik rakietowy. Rozważmy rakietę spoczywającą w kosmosie. W systemie nie ma rozpędu. Następnie silnik zapala się. Gdy spaliny idą w jednym kierunku, rakieta idzie w drugim, aby utrzymać całkowity pęd układu na stałym poziomie. Ta zmiana pędu gazów daje rakiecie „pchnięcie” do przodu. Nazywamy to pchnięciem, pchnięciem rakiety, tzn. siłą wywieraną na rakietę.

ten ciąg zależy od prędkości spalin i masy gazu wydalanego w każdej sekundzie, czasami nazywanej szybkością spalania w funtach paliwa na sekundę. Na Ziemi powietrze ma tendencję do blokowania wydostawania się spalin z silnika. Zmniejsza to nacisk. Jednak w przestrzeni kosmicznej, ponieważ nie ma atmosfery, gazy spalinowe mogą wyjść znacznie łatwiej i szybciej, zwiększając w ten sposób ciąg. Dlatego silnik rakietowy faktycznie działa lepiej w kosmosie niż tutaj na Ziemi.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *