Самая частая ошибка в понимании реактивного движения

12 April
2,6k full reads
2 min.
3,3k story viewsUnique page visitors
2,6k read the story to the endThat's 78% of the total page views
2 minutes — average reading time

Космические корабли бороздят просторы купола большого театра, а делают они это благодаря реактивному движению. Этим понятием сегодня никого уже не удивить, зато можно поставить человека в абсолютный тупик, если спросить: а как вы понимаете принцип работы реактивного движения?

Взлёт корабля
Взлёт корабля

Поскольку сама схема реактивного движения представляет собой выброс некоторого количества газов или некоторой массы вещества, создается впечатление, что именно процесс отталкивания этими газами от окружающей среды создает процесс движения.

Ракета или тело, имеющее возможность выбрасывать эти газы, "упирается" столбом газов в пространство и аналогично прыгучей палке на пружине, отталкивается от этого пространства.

Схема реактивного движения
Схема реактивного движения

От этого и создается процесс движения. Это самое частое объяснение процесса полёта ракеты и конечно же, это неправильное его объяснение. Потому-то и выделяют реактивное движение в качестве отдельного типа движения. Если бы его можно было бы объяснять таким образом, как мы только что сделали это выше, то и было бы оно самым обычным поступательным движением.

Понять, что это неправильная формулировка довольно легко. Задайте себе вопрос, от чего тогда ракета отталкивается в космосе, если там нет атмосферы и какой либо среды, в которую может упереться струя газа? Вот и нашли ошибку.

Некоторые вспоминают про закон сохранения импульса. Про этот специфический закон мы рассказывали вот здесь. Суть его заключается в том, что сумма импульсов всех тел есть величина постоянная, а импульсы высчитывается как произведение массы на скорость. Сам же импульс описывается как "количество движения".

Ракета использует эту схему движения и летит благодаря закону сохранения импульса. Эта логика уже намного более близкая к действительности, но опять возникает противоречие. Многие видя формулировку закона сохранения импульса, обращают внимание на массу и запихивают в понимание массу отбрасываемых газов.

Это, в общем-то, правильно. Но тут опять происходит путаница с тем, что отделяющаяся масса вроде как толкает ракету. Читаем абзац выше и понимаем, что так мыслить неверно.

Виноваты вот такие вот картинки:

Схема реактивного движения, которая вообще правильная, но с пониманием дела
Схема реактивного движения, которая вообще правильная, но с пониманием дела

На самом же деле, правильный ответ только один: ракету толкает именно сила, выбрасывающая газ из сопла. Именно в этом проявляется закон сохранения импульса и ни в чем другом. Только такая схема движения возможна в безвоздушном и "безматериальном" пространстве космоса.

Иллюстрировать её правильно вот так:

Правильная схема реактивного движения
Правильная схема реактивного движения

Обратите внимание, что вектор скорости отбрасываемого газа направлен из центра самой ракеты. Сила создается не снаружи ракеты, а внутри неё. В той точке, где происходит выброс струи. При таком раскладе всем станет ясно, что выбрасываемые газы никак ни от чего не отталкиваются. Отбрасываемая масса не упирается в воздух, а создает тот самый импульс. Само собой, масса отбрасываемых газов участвует в расчёте движения ракеты, но далеко ни в качестве объекта, толкающего ракету.

И вот в таком понимании закон сохранения импульса заиграет новыми красками! Вроде бы всё тоже самое, но мы уже понимаем, что имеем дело ни с простым отталкиванием одного тела от другого, а с некоторым новым видом движения, которое раньше понимали совсем неправильно.

--------------

Также советую прочитать вам на моем канале: