在太空中没有空气介质,飞船没有反作用力怎么飞呢?
太空中没有空气介质,飞船没有反作用力怎么能飞?
其实这个问题是不太准确的。首先,飞船有没有反作用力,跟太空中有没有空气没有关系。其次,飞船是有反作用力的。 我想,既然能提出这个问题,提问者一定是认为飞船和飞机的飞行原理是相同的。但其实两者有很大的差别。
先来看看飞机。飞机为什么能够升空?简单概括,就是因为伯努利原理。什么是伯努利原理呢?就是当流体速度加快时,物体与流体接触的表面上压力会减小,反之压力就会增大。来看这个图,机翼横截面积的形状,空气从机翼的上下两方流过,而空气在机翼上方的流速要更快一些,因此,上方的压力减小,飞机就产生了向上的升力。
这个实验你也可以自己在家做,你只需要一张纸条就可以了,把纸条放在嘴唇的下方,然后向前吹气,你会发现纸条,飞起来了。
再看看宇宙飞船,在太空中没有空气,因此也就无法应用伯努利原理。但是太空中有一个优惠的地方就是没有阻力。没有阻力会带来什么效果呢?你可以想象一下自己飘在太空中,然后不小心打了一个喷嚏,会怎样呢,你就会沿着打喷嚏相反的方向飞出去。飞船也是一样的,如果它想前进了,就会不断的向后打喷嚏。飞船进入太空中携带了大量的液态气体燃料,他们经过发动机,按照一定比例混合点燃,就会快速地喷射出去,这样飞船在相反方向就会得到冲力,从而加速前行。
这其实是应用了动量守恒的原理。就是说在运动方向上,不受外力作用时,运动系统内的动量是恒定的。即MV=mv,这里的m是物体质量,v是运动速度。
什么意思呢?台球大家都玩过吧?如果不加转,母球和目标球对心正碰,目标球会继承母球的速度往前走,而母球就会停止。这是因为,母球和目标球的质量相当记为m,碰撞前,目标球的速度是零,母球的速度是v,他们的动量和是mv,而碰撞后它们的动量和依旧就是mv。
另一个例子就是大炮,如果大炮的轮子不固定,那么在大炮发射时,产生的后坐力一定会把大炮往后推,因为,在发射前,大炮和炮弹的速度都是静止的,它们的动量和是0,而当大炮发射后炮弹以速度v向前进,因此大炮必须以速度V向后走以抵消炮弹产生的动量,来确保它们的动量和依旧是0。也就是mv+MV=0。因为炮弹比较轻,而大炮比较沉,所以即使炮弹以非常快的速度射出去,大炮后坐的速度也不会很快。
这个例子迁移到太空飞船上,你可以想象太空飞船是一门大炮,而它的气体燃料就是炮弹,它若想前进,就必须,把炮弹快速地向后射出去。因为太空飞船和气体燃料之间的质量相差悬殊,所以气体燃料需要在发动机里经过爆燃再射出去以达到相应的速度。太空中得天独厚的条件就是失重,可以近似的认为它受外力作用为零,一旦飞船获得速度,它就会持续前行,如果想要停止,它就不得不向前喷气来抵消速度。
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