În interacțiunea corpurilor, impulsul unui singur corp poate fi transmis parțial sau complet unui alt corp. Dacă forțele externe nu acționează asupra sistemului de corpuri din alte corpuri, atunci un astfel de sistem este numit închis.
Într-un sistem închis, suma vectorială a momentei tuturor cadavrelor care intră în sistem rămâne constantă pentru orice interacțiune a corpurilor acestui sistem una cu cealaltă.
Această lege fundamentală a naturii se numește legea conservării impulsului. Este o consecință a legilor a doua și a treia a lui Newton.
Luați în considerare orice două organisme care interacționează și care formează un sistem închis. Forțele de interacțiune dintre aceste organisme vor fi notate de către u În conformitate cu a treia lege a lui Newton
Dacă aceste organisme interacționează pentru un timp t. atunci impulsurile forțelor de interacțiune sunt aceleași în modul și sunt direcționate în direcții opuse:
Aplicați acestor organisme a doua lege a lui Newton:
Unde și sunt momenta corpurilor la momentul inițial și u sunt momenta trupurilor la sfârșitul interacțiunii. Din aceste relații rezultă că, ca rezultat al interacțiunii a două corpuri, ritmul lor total nu sa schimbat:
Legea conservării impulsului:
Acum, luând în considerare toate interacțiunile posibile pereche ale organismelor incluse într-un sistem închis, se poate concluziona că acestea nu pot forța sistemul de buclă închisă internă pentru a schimba ritmul total, t. E. Suma vectorială a Impulsul tuturor organismelor incluse în acest sistem.
Fig. 1.17.1 ilustrează legea de conservare a impulsului prin exemplul unei coliziuni necentrale a două bile de diferite mase, dintre care unul era în repaus înainte de coliziune.
O rachetă care se deplasează în spațiu liber (fără gravitate). 1 - la ora t. Masa rachetei M, viteza ei
2 - Racheta la momentul t + δt. Masa rachetei este M + δM. unde δM <0, ее скорость масса выброшенных газов –δM> 0, viteza relativă a gazelor, viteza gazelor în sistemul inerțial
Valoarea este consumul de combustibil pe unitate de timp. Valoarea se numește forța reactivă de tracțiune. Forța reactivă de tracțiune acționează asupra rachetei din partea laterală a gazelor expirate, direcționându-se spre partea opusă vitezei relative. raport
exprimă a doua lege a lui Newton pentru un corp de masă variabilă. Dacă gazele sunt scoase din duza rachetei strict înapoi (Figura 1.17.3), atunci în formă scalară această relație ia forma:
unde u este modulul de viteză relativă. Cu ajutorul funcționării matematice a integrării, din această relație este posibilă obținerea formulei Tsiolkovsky pentru viteza finită υ a rachetei:
unde este raportul dintre masa inițială și cea finală a rachetei.
Rezultă că viteza finală a rachetei poate depăși viteza relativă a fluxului de gaze. În consecință, racheta poate fi accelerată la vitezele mari necesare pentru zborurile spațiale. Dar acest lucru poate fi realizat doar prin consumarea unei cantități considerabile de combustibil, care reprezintă o mare parte din masa inițială a rachetei. De exemplu, pentru a realiza prima viteza spațială υ = υ1 = 7,9 · 10 luna martie m / s la u = 3 x 10 3 m / sec (viteza de evacuare din procesul de ardere sunt de ordinul a 2-4 km / s) cu o singură treaptă de greutate de lansare de rachete ar trebui să fie de aproximativ 14 ori masa finală. Pentru a atinge o viteză finală υ = 4u, raportul ar trebui să fie 50.
O reducere semnificativă a masei de lansare a rachetei poate fi realizată cu ajutorul rachetelor cu mai multe etape. când etapele rachetelor sunt separate când combustibilul arde. Din procesul de accelerare ulterioară exclude containerele de greutate de rachete, care au fost motoarele de evacuare de combustibil, sisteme de control și așa mai departe. D. Este modalități economice de a crea rachete cu mai multe trepte în curs de dezvoltare de rachete moderne.
Mișcarea jetului se bazează pe legea conservării impulsului și acest lucru este incontestabil. Numai multe sarcini sunt rezolvate în moduri diferite. Vă sugerez următoarele. Cel mai simplu motor cu jet: o cameră în care arderea combustibilului printr-o presiune constantă este menținută în partea inferioară inferioară a deschiderii camerei, prin care se produce o anumită viteză fluxul de gaz. Conform legii de conservare a impulsului, camera vine în mișcare (adevăruri de capital). O altă cale. În partea inferioară inferioară a camerei există o deschidere, i. Suprafața fundului inferior este mai mică decât suprafața fundului superior de zona găurii. Produsul de presiune asupra zonei conferă rezistență. Forța care acționează asupra fundului superior este mai mare decât partea inferioară (datorită diferenței dintre zone), obținem o forță dezechilibrată care determină mișcarea camerei. F = p (S1-S2) = pSotverstiya unde zona de capăt superior S1, S2 a zonei de fund inferior, zona de deschidere Sotverstiya. Dacă problema este rezolvată prin metoda tradițională și rezultatul propus de mine este același. Metoda sugerată de mine este mai complicată, dar explică dinamica mișcării jetului. Soluția problemelor prin legea de conservare a impulsului mai simplu, dar nu înțelege originea forței care determină deplasarea camerei.
Articole similare
-
Putin a semnat o lege privind transferul salariilor angajaților de stat pe harta lumii - ziarul rus
-
Legea federală nr. 395-FZ privind modificările aduse anumitor acte legislative ale Federației Ruse
Trimiteți-le prietenilor: