物理反沖運動火箭知識點匯總
物理學起始于伽利略和牛頓的年代,它已經(jīng)成為一門有眾多分支的基礎科學。下面是小編整理的物理反沖運動火箭知識點匯總,歡迎大家借鑒與參考,希望對大家有所幫助。
反沖運動概念
根據(jù)動量守恒定律,如果一個靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂成兩個部分,一部分向某個方向運動,另一部分必然向相反的方向運動。這個現(xiàn)象叫做反沖。 反沖運動中,物體受到的反沖作用通常叫做反沖力。
反沖運動原理
1、系統(tǒng)不受外力或受外力的矢量和為零。
2、相互作用的時間極短,相互作用的內(nèi)力遠大于外力,如碰撞或爆炸瞬間,外力可忽略不計,可以看作系統(tǒng)的動量守恒。
3、系統(tǒng)某一方向上不受外力或受外力的矢量和為零;或外力遠小于內(nèi)力,則該方向上動量守恒(分動量守恒)。
4、在某些實際問題中,一個系統(tǒng)所受外力和不為零,內(nèi)力也不是遠大于外力,但外力在某個方向上的投影為零,那么在該方向上可以說滿足動量守恒的條件。
反沖運動應用
噴氣式飛機和火箭的飛行應用了反沖的原理,它們都是靠噴出氣流的反沖作用而獲得巨大速度的,F(xiàn)代的噴氣式飛機,靠連續(xù)不斷地向后噴出氣體,飛行速度能夠超過l000m/s。
質(zhì)量為m的.人在遠離任何星體的太空中,與他旁邊的飛船相對靜止。由于沒有力的作用,他與飛船總保持相對靜止的狀態(tài)。
根據(jù)動量守恒定律,火箭原來的動量為零,噴氣后火箭與燃氣的總動量仍然應該是零,即mv+mu=0 解出v= —mu/m
。1)式表明,火箭噴出的燃氣的速度越大、火箭噴出物質(zhì)的質(zhì)量與火箭本身質(zhì)量之比越大,火箭獲得的速度越大。現(xiàn)代火箭噴氣的速度在2000~4000 m/s,近期內(nèi)難以大幅度提高,因此要在減輕火箭本身質(zhì)量上面下功夫;鸺痫w時的質(zhì)量與火箭除燃料外的箭體質(zhì)量之比叫做火箭的質(zhì)量比,這個參數(shù)一般小于10,否則火箭結(jié)構(gòu)的強度就成了問題。但是,這樣的火箭還是達不到發(fā)射人造地球衛(wèi)星的7.9 km/s的速度。
為了解決這個問題,蘇聯(lián)科學家齊奧爾科夫斯基提出了多級火箭的概念。把火箭一級一級地接在一起,第一級燃料用完之后就把箭體拋棄,減輕負擔,然后第二級開始工作,這樣一級一級地連起來,理論上火箭的速度可以提得很高。但是實際應用中一般不會超過四級,因為級數(shù)太多時,連接機構(gòu)和控制機構(gòu)的質(zhì)量會增加得很多,工作的可靠性也會降低。
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