Джан дерхъаб! — За процветание всего живого!

Божественная физика. Законы сохранения в механике

Глава 5. Законы сохранения в механике

§41. Реактивное движение

Движение за счёт отбрасывания массы

Реактивное движение — это движение, возникающее при отделении от тела с некоторой скоростью его части. Классический пример — ракета. Ракета выбрасывает продукты сгорания топлива назад, и по закону сохранения импульса сама движется вперёд.

Реактивное движение не требует внешней опоры. Ракета может двигаться в пустоте, где не от чего отталкиваться. Именно поэтому реактивные двигатели используются в космосе.

Принцип работы ракеты

До старта суммарный импульс ракеты и топлива равен нулю. После сгорания топлива газы уносят импульс назад, а ракета приобретает равный по модулю импульс вперёд.

\[m_{\text{р}} v_{\text{р}} = m_{\text{г}} v_{\text{г}}\]

Чем больше скорость истечения газов и чем больше масса топлива, тем большую скорость набирает ракета.

Формула Циолковского

Константин Эдуардович Циолковский вывел формулу, связывающую скорость ракеты со скоростью истечения газов и отношением масс:

\[v = u \ln \frac{m_0}{m}\]

где $v$ — скорость ракеты, $u$ — скорость истечения газов, $m_0$ — начальная масса (ракета + топливо), $m$ — конечная масса (ракета без топлива).

Многоступенчатые ракеты

Для достижения космических скоростей применяют многоступенчатые ракеты. Когда топливо в первой ступени сгорает, она отделяется, и включается вторая ступень. Это позволяет не тратить энергию на разгон пустых баков. Большинство современных космических ракет — многоступенчатые.


Вопросы для повторения

  1. Какое движение называют реактивным?
  2. Почему ракета может двигаться в пустоте?
  3. На каком законе физики основано реактивное движение?
  4. Запишите формулу Циолковского.
  5. Зачем нужны многоступенчатые ракеты?
← Назад Вперед →
Математика — язык Бога, физика с химией — слово Его.