四川温江天气预报:火箭为什么能在太空中飞行

来源:百度文库 编辑:查人人中国名人网 时间:2024/04/29 12:35:06

在大气层内,火箭的飞行可以根据牛顿的作用与反作用的理论解释,即火箭向后喷出气体,气体向后推动空气,空气就会给火箭以大小相同的反作用力来推动火箭前进。

但是,当火箭飞出了大气层到了宇宙空间,空气没有了,空气的反作用力也就不存在了,那么,火箭为什么还能继续飞行呢?其实还是要用牛顿定律来解释这一问题,关键是力和作用点的变换。

火箭向前飞行时,燃烧剂和氧化剂在燃烧室迅速燃烧,产生的高温高压燃气以每秒数千米的速度向后喷出。我们把火箭和喷出的气体作为互相作用的两个物体,作用点选在火箭上,问题就迎刃而解了。

火箭在喷气的时候相当于给气体一个向后的推力,按牛顿定律,喷出的气体就会通过在火箭上的作用点给火箭一个反作用力,使火箭向前飞行。这个物理过程与空气无关,所以即使是在没有空气的宇宙空间,火箭也会照样高速飞行。

在大气层内,火箭的飞行可以根据牛顿的作用与反作用的理论解释,即火箭向后喷出气体,气体向后推动空气,空气就会给火箭以大小相同的反作用力来推动火箭前进。

但是,当火箭飞出了大气层到了宇宙空间,空气没有了,空气的反作用力也就不存在了,那么,火箭为什么还能继续飞行呢?其实还是要用牛顿定律来解释这一问题,关键是力和作用点的变换。

火箭向前飞行时,燃烧剂和氧化剂在燃烧室迅速燃烧,产生的高温高压燃气以每秒数千米的速度向后喷出。我们把火箭和喷出的气体作为互相作用的两个物体,作用点选在火箭上,问题就迎刃而解了。

火箭在喷气的时候相当于给气体一个向后的推力,按牛顿定律,喷出的气体就会通过在火箭上的作用点给火箭一个反作用力,使火箭向前飞行。这个物理过程与空气无关,所以即使是在没有空气的宇宙空间,火箭也会照样高速飞行。

第一步:讨论在任意时刻火箭飞行情况,选取某一时刻t和t+△t时刻的火箭原质量m,喷出的质量dm和喷出气体后火箭质量(m-dm)为研究对象,分析此系统的运动情况。

设某一时刻t,火箭质量为m,相对地面速度为v。

在t+△t时间,火箭喷出的质量为dm(dm是质量m在dt时间内所喷出的质量)的气体。喷出的气体相对火箭的速度为u,方向与v相反。

选择火箭和喷气所组成的部分为系统:

喷气前:总动量为mv;

喷气后:火箭动量(m-dm)(v+dv);

喷出的气的动量dm(v+dv-u);

忽略空气阻力和重力,系统动量守恒。

第二步:应用动量守恒列式:

mv=(m-dm)(v+dv)+dm(v+dv-u)