Reaktibong puwersa- tingnan ang engine thrust. Aviation: Encyclopedia. M.: Great Russian Encyclopedia. Editor-in-Chief G.P. Svishchev. 1994 ... Encyclopedia ng teknolohiya
Reaktibong puwersa- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. English-Russian na diksyunaryo ng electrical engineering at power engineering, Moscow, 1999] Mga paksa ng electrical engineering, mga pangunahing konsepto EN reaction force ...
Reaktibong puwersa- atoveikio jėga statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Veikiamojo kūno atsakomojo poveikio jėga, nukreipta į veikiantįjį kūną. atitikmenys: engl. kontra kumikilos na puwersa; reaktibong puwersa vok. Gegenwirkungskraft, f; Rückstosskraft … Penkiakalbis aiškinamasi metrologijos terminų žodynas
Reaktibong puwersa- jet thrust, thrust force ng isang jet engine (Tingnan ang Jet engine); tingnan mo si Jet thrust...
Lakas ng reaksyon tingnan ang engine thrust... Encyclopedia "Aviation"
rocket engine reactive force (mga silid ng LPRE)- reaktibong puwersa ng makina (silid) Resulta ng mga puwersa ng gas at hydrodynamic na kumikilos sa mga panloob na ibabaw ng liquid-propellant na rocket engine (liquid rocket engine chamber) sa panahon ng pag-agos ng mga produktong combustion [GOST 17655 89] Mga Paksa liquid rocket engine Mga kasingkahulugan reaktibo ... ... Gabay ng Teknikal na Tagasalin
Jet thrust- (reactive force) ang reaction force (recoil) ng jet na nilikha bilang resulta ng pag-agos ng mga gas (o iba pang working fluid) mula sa nozzle ng isang jet engine. Direktang inilapat ang jet thrust sa katawan ng rocket engine at walang... ... Marine Dictionary
JET THRUST- (reaktibong puwersa) ang puwersa ng reaksyon (recoil) ng isang jet ng gumaganang likido (halimbawa, gas) na dumadaloy mula sa nozzle ng isang jet engine at nagtutulak ng aparato gamit ang makina sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon ng daloy ng gumagana. fluid... Malaking Encyclopedic Dictionary
JET THRUST- (reaktibong puwersa) ang puwersa ng reaksyon (recoil) ng gumaganang fluid jet na dumadaloy mula sa nozzle ng isang jet engine (tingnan), sa pagmamaneho ng makina at ang nauugnay na kagamitan sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon ng jet stream. Prinsipyo... ... Malaking Polytechnic Encyclopedia
Jet thrust- reactive force, ang reaction force (recoil) ng isang jet ng mga gas (o iba pang working fluid (Tingnan ang Working fluid)) na dumadaloy mula sa nozzle ng isang jet engine (Tingnan ang Jet engine). R.t. ang resulta ng mga puwersa ng presyon ng gumaganang likido sa mga naglilimita dito... ... Great Soviet Encyclopedia
Ang ikalawang batas ni Newton \(~m \vec a = \vec F\) ay maaaring isulat sa ibang anyo, na ibinigay mismo ni Newton sa kanyang pangunahing akdang "Mathematical Principles of Natural Philosophy".
Kung ang isang katawan (materyal point) ay apektado ng patuloy na puwersa, pagkatapos ay pare-pareho din ang acceleration
\(~\vec a = \frac(\vec \upsilon_2 - \vec \upsilon_1)(\Delta t)\) ,
kung saan ang \(~\vec \upsilon_1\) at \(~\vec \upsilon_2\) ay ang mga inisyal at panghuling value ng body velocity.
Ang pagpapalit ng halaga ng pagpabilis na ito sa pangalawang batas ni Newton, nakukuha natin ang:
\(~\frac(m \cdot (\vec \upsilon_2 - \vec \upsilon_1))(\Delta t) = \vec F\) o \(~m \vec \upsilon_2 - m \vec \upsilon_1 = \vec F \Delta t\) . (1)
Lumilitaw ang isang bagong pisikal na dami sa equation na ito - ang momentum ng isang materyal na punto.
Ang salpok ng materyal Ang mga puntos ay nagpapangalan ng isang dami na katumbas ng produkto ng masa ng isang punto at ang bilis nito.
Tukuyin natin ang momentum (tinatawag din itong momentum kung minsan) sa pamamagitan ng letrang \(~\vec p\) . Pagkatapos
\(~\vec p = m \vec \upsilon\) . (2)
Mula sa formula (2) ay malinaw na ang momentum ay isang vector quantity. kasi m> 0, pagkatapos ay ang momentum ay may parehong direksyon bilang ang bilis.
Ang yunit ng salpok ay walang espesyal na pangalan. Ang pangalan nito ay nakuha mula sa kahulugan ng dami na ito:
[p] = [m] · [ υ ] = 1 kg · 1 m/s = 1 kg m/s.Isa pang anyo ng pagsulat ng ikalawang batas ni Newton
Tukuyin natin sa pamamagitan ng \(~\vec p_1 = m \vec \upsilon_1\) ang momentum ng materyal na punto sa unang sandali ng pagitan Δ t, at sa pamamagitan ng \(~\vec p_2 = m \vec \upsilon_2\) - ang salpok sa huling sandali ng pagitan na ito. Pagkatapos \(~\vec p_2 - \vec p_1 = \Delta \vec p\) ay pagbabago sa momentum sa oras Δ t. Ngayon ang equation (1) ay maaaring isulat tulad ng sumusunod:
\(~\Delta \vec p = \vec F \Delta t\) . (3)
Dahil Δ t> 0, pagkatapos ay ang mga direksyon ng mga vectors \(~\Delta \vec p\) at \(~\vec F\) ay magkakasabay.
Ayon sa formula (3)
ang pagbabago sa momentum ng isang materyal na punto ay proporsyonal sa puwersang inilapat dito at may parehong direksyon sa puwersa.
Ito ay eksakto kung paano ito unang nabuo Pangalawang batas ni Newton.
Ang produkto ng isang puwersa at ang tagal ng pagkilos nito ay tinatawag salpok ng puwersa. Huwag malito ang salpok \(~m \vec \upsilon\) ng isang materyal na punto at ang salpok ng puwersa \(\vec F \Delta t\) . Ang mga ito ay ganap na magkakaibang mga konsepto.
Ang equation (3) ay nagpapakita na ang magkatulad na pagbabago sa momentum ng isang materyal na punto ay maaaring makuha bilang resulta ng pagkilos ng isang malaking puwersa sa isang maliit na agwat ng oras o isang maliit na puwersa sa isang malaking agwat ng oras. Kapag tumalon ka mula sa isang tiyak na taas, humihinto ang iyong katawan dahil sa pagkilos ng puwersa mula sa lupa o sahig. Ang mas maikli ang tagal ng banggaan, mas malaki ang lakas ng pagpepreno. Upang mabawasan ang puwersang ito, ang pagpepreno ay dapat mangyari nang unti-unti. Ito ang dahilan kung bakit dumarating ang mga atleta sa malambot na banig kapag tumalon. Sa pamamagitan ng pagyuko, unti-unti nilang pinapabagal ang atleta. Ang formula (3) ay maaaring gawing pangkalahatan sa kaso kapag nagbabago ang puwersa sa paglipas ng panahon. Upang gawin ito, ang buong yugto ng panahon Δ t ang mga aksyon ng puwersa ay dapat nahahati sa gayong maliliit na pagitan Δ t i upang sa bawat isa sa kanila ang halaga ng puwersa ay maituturing na pare-pareho nang walang malaking pagkakamali. Para sa bawat maliit na agwat ng oras, ang formula (3) ay wasto. Pagbubuod ng mga pagbabago sa mga pulso sa mga maikling agwat ng oras, nakukuha natin ang:
\(~\Delta \vec p = \sum^(N)_(i=1)(\vec F_i \Delta t_i)\) . (4)
Ang simbolong Σ (Griyegong titik na "sigma") ay nangangahulugang "kabuuan". Mga index i= 1 (ibaba) at N(sa tuktok) ay nangangahulugan na ito ay summed N mga tuntunin.
Upang mahanap ang momentum ng isang katawan, ginagawa nila ito: mental na hatiin ang katawan sa mga indibidwal na elemento (materyal na puntos), hanapin ang mga impulses ng mga nagresultang elemento, at pagkatapos ay buuin ang mga ito bilang mga vector.
Ang momentum ng isang katawan ay katumbas ng kabuuan ng mga impulses ng mga indibidwal na elemento nito.
Pagbabago sa momentum ng isang sistema ng mga katawan. Batas ng konserbasyon ng momentum
Kung isinasaalang-alang ang anumang mekanikal na problema, interesado kami sa paggalaw ng isang tiyak na bilang ng mga katawan. Ang hanay ng mga katawan na ang paggalaw ay ating pinag-aaralan ay tinatawag mekanikal na sistema o isang sistema lang.
Pagbabago ng momentum ng isang sistema ng mga katawan
Isaalang-alang natin ang isang sistema na binubuo ng tatlong katawan. Ito ay maaaring tatlong bituin na nakakaranas ng impluwensya mula sa mga kalapit na cosmic na katawan. Ang mga panlabas na puwersa ay kumikilos sa mga katawan ng system \(~\vec F_i\) ( i- numero ng katawan; halimbawa, ang \(~\vec F_2\) ay ang kabuuan ng mga panlabas na puwersa na kumikilos sa body number two). Sa pagitan ng mga katawan ay may mga pwersang \(~\vec F_(ik)\) na tinatawag na internal forces (Fig. 1). Narito ang unang titik i sa index ay nangangahulugang ang bilang ng katawan kung saan kumikilos ang puwersa \(~\vec F_(ik)\), at ang pangalawang titik k nangangahulugang ang bilang ng katawan kung saan ito kumikilos binigyan ng kapangyarihan. Batay sa ikatlong batas ni Newton
\(~\vec F_(ik) = - \vec F_(ki)\) . (5)
Dahil sa pagkilos ng mga puwersa sa mga katawan ng system, nagbabago ang kanilang mga impulses. Kung ang puwersa ay hindi kapansin-pansing nagbabago sa loob ng maikling panahon, kung gayon para sa bawat katawan ng sistema maaari nating isulat ang pagbabago sa momentum sa anyo ng equation (3):
\(~\Delta (m_1 \vec \upsilon_1) = (\vec F_(12) + \vec F_(13) + \vec F_1) \Delta t\) , \(~\Delta (m_2 \vec \upsilon_2) = (\vec F_(21) + \vec F_(23) + \vec F_2) \Delta t\) , (6) \(~\Delta (m_3 \vec \upsilon_3) = (\vec F_(31) + \vec F_(32) + \vec F_3) \Delta t\) .
Dito sa kaliwang bahagi ng bawat equation ay ang pagbabago sa momentum ng katawan \(~\vec p_i = m_i \vec \upsilon_i\) sa maikling panahon Δ t. Sa higit pang detalye\[~\Delta (m_i \vec \upsilon_i) = m_i \vec \upsilon_(ik) - m_i \vec \upsilon_(in)\] kung saan ang \(~\vec \upsilon_(in)\) ay ang bilis sa simula, at \(~\vec \upsilon_(ik)\) - sa dulo ng agwat ng oras Δ t.
Idagdag natin ang kaliwa at kanang bahagi ng mga equation (6) at ipakita na ang kabuuan ng mga pagbabago sa mga impulses ng mga indibidwal na katawan ay katumbas ng pagbabago sa kabuuang impulse ng lahat ng katawan ng system, katumbas ng
\(~\vec p_c = m_1 \vec \upsilon_1 + m_2 \vec \upsilon_2 + m_3 \vec \upsilon_3\) . (7)
Talaga,
\(~\Delta (m_1 \vec \upsilon_1) + \Delta (m_2 \vec \upsilon_2) + \Delta (m_3 \vec \upsilon_3) = m_1 \vec \upsilon_(1k) - m_1 \vec \upsilon_(1n) + m_2 \vec \upsilon_(2k) - m_2 \vec \upsilon_(2n) + m_3 \vec \upsilon_(3k) - m_3 \vec \upsilon_(3n) =\) \(~=(m_1 \vec \upsilon_( 1k) + m_2 \vec \upsilon_(2k) + m_3 \vec \upsilon_(3k)) -(m_1 \vec \upsilon_(1n) + m_2 \vec \upsilon_(2n) + m_3 \vec \upsilon_(3n)) = \vec p_(ck) - \vec p_(cn) = \Delta \vec p_c\) .
kaya,
\(~\Delta \vec p_c = (\vec F_(12) + \vec F_(13) + \vec F_(21) + \vec F_(23) + \vec F_(31) + \vec F_(32 ) + \vec F_1 + \vec F_2 + \vec F_3) \Delta t\) . (8)
Ngunit ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan ng anumang pares ng mga katawan ay nagdaragdag ng hanggang sa zero, dahil ayon sa formula (5)
\(~\vec F_(12) = - \vec F_(21) ; \vec F_(13) = - \vec F_(31) ; \vec F_(23) = - \vec F_(32)\) .
Samakatuwid, ang pagbabago sa momentum ng sistema ng mga katawan ay katumbas ng momentum ng mga panlabas na puwersa:
\(~\Delta \vec p_c = (\vec F_1 + \vec F_2 + \vec F_3) \Delta t\) . (9)
Nakarating kami sa isang mahalagang konklusyon:
Ang momentum ng isang sistema ng mga katawan ay maaari lamang mabago sa pamamagitan ng mga panlabas na pwersa, at ang pagbabago sa momentum ng sistema ay proporsyonal sa kabuuan ng mga panlabas na pwersa at kasabay nito sa direksyon. Ang mga panloob na pwersa, na binabago ang mga impulses ng mga indibidwal na katawan ng system, ay hindi nagbabago sa kabuuang salpok ng system.
Ang equation (9) ay may bisa para sa anumang agwat ng oras kung ang kabuuan ng mga panlabas na puwersa ay nananatiling pare-pareho.
Batas ng konserbasyon ng momentum
Isang napakahalagang kahihinatnan ang sumusunod mula sa equation (9). Kung ang kabuuan ng mga panlabas na puwersa na kumikilos sa system ay katumbas ng zero, kung gayon ang pagbabago sa momentum ng system ay katumbas ng zero\[~\Delta \vec p_c = 0\] . Nangangahulugan ito na, anuman ang agwat ng oras, ang kabuuang impulse sa simula ng interval na ito \(~\vec p_(cn)\) at sa dulo nito \(~\vec p_(ck)\) ay pareho \ [~\vec p_(cn) = \vec p_(ck)\] . Ang momentum ng system ay nananatiling hindi nagbabago, o, tulad ng sinasabi nila, natipid:
\(~\vec p_c = m_1 \vec \upsilon_1 + m_2 \vec \upsilon_2 + m_3 \vec \upsilon_3 = \operatorname(const)\) . (10)
Batas ng konserbasyon ng momentum ay nabuo bilang mga sumusunod:
kung ang kabuuan ng mga panlabas na puwersa na kumikilos sa mga katawan ng system ay katumbas ng zero, kung gayon ang momentum ng system ay napanatili.
Ang mga katawan ay maaari lamang makipagpalitan ng mga salpok, ngunit ang kabuuang halaga ng salpok ay hindi nagbabago. Kailangan mo lamang tandaan na ang kabuuan ng vector ng mga pulso ay napanatili, at hindi ang kabuuan ng kanilang mga module.
Tulad ng makikita mula sa aming konklusyon, ang batas ng konserbasyon ng momentum ay bunga ng pangalawa at pangatlong batas ni Newton. Ang isang sistema ng mga katawan na hindi kumikilos sa pamamagitan ng mga panlabas na puwersa ay tinatawag na sarado o nakahiwalay. Sa isang saradong sistema ng mga katawan, ang momentum ay pinananatili. Ngunit ang saklaw ng aplikasyon ng batas ng konserbasyon ng momentum ay mas malawak: kahit na ang mga panlabas na puwersa ay kumikilos sa mga katawan ng system, ngunit ang kanilang kabuuan ay zero, ang momentum ng system ay napanatili pa rin.
Ang nakuha na resulta ay madaling pangkalahatan sa kaso ng isang sistema na naglalaman ng isang di-makatwirang numero N ng mga katawan:
\(~m_1 \vec \upsilon_(1n) + m_2 \vec \upsilon_(2n) + m_3 \vec \upsilon_(3n) + \ldots + m_N \vec \upsilon_(Nn) = m_1 \vec \upsilon_(1k) + m_2 \vec \upsilon_(2k) + m_3 \vec \upsilon_(3k) + \ldots + m_N \vec \upsilon_(Nk)\) . (labing isang)
Narito ang \(~\vec \upsilon_(in)\) ay ang bilis ng mga katawan sa unang sandali ng oras, at \(~\vec \upsilon_(ik)\) - sa huling sandali. Dahil ang momentum ay isang vector quantity, ang equation (11) ay isang compact na representasyon ng tatlong equation para sa mga projection ng momentum ng system papunta sa mga coordinate axes.
Kailan nasiyahan ang batas ng konserbasyon ng momentum?
Ang lahat ng tunay na sistema, siyempre, ay hindi sarado; Gayunpaman, sa maraming mga kaso ang batas ng konserbasyon ng momentum ay maaaring ilapat.
Kung ang kabuuan ng mga panlabas na puwersa ay hindi katumbas ng zero, ngunit ang kabuuan ng mga projection ng mga puwersa sa ilang direksyon ay katumbas ng zero, kung gayon ang projection ng momentum ng system sa direksyon na ito ay napanatili. Halimbawa, ang isang sistema ng mga katawan sa Earth o malapit sa ibabaw nito ay hindi maaaring sarado, dahil ang lahat ng mga katawan ay apektado ng puwersa ng grabidad, na nagbabago sa momentum nang patayo ayon sa equation (9). Gayunpaman, kasama ang pahalang na direksyon, hindi mababago ng puwersa ng grabidad ang momentum, at ang kabuuan ng mga projection ng mga impulses ng mga katawan papunta sa horizontally directed axis ay mananatiling hindi nagbabago kung ang pagkilos ng mga pwersa ng paglaban ay maaaring mapabayaan.
Bilang karagdagan, sa panahon ng mabilis na pakikipag-ugnayan (isang pagsabog ng projectile, isang putok ng baril, mga banggaan ng mga atomo, atbp.), Ang pagbabago sa mga impulses ng mga indibidwal na katawan ay talagang dahil lamang sa mga panloob na puwersa. Ang momentum ng system ay napanatili nang may mahusay na katumpakan, dahil ang mga panlabas na puwersa tulad ng puwersa ng grabidad at puwersa ng friction, na nakasalalay sa bilis, ay hindi kapansin-pansing nagbabago sa momentum ng system. Ang mga ito ay maliit kumpara sa mga panloob na pwersa. Kaya, ang bilis ng mga fragment ng projectile sa panahon ng pagsabog, depende sa kalibre, ay maaaring mag-iba sa loob ng saklaw na 600 - 1000 m/s. Ang agwat ng oras kung saan ang gravity ay maaaring magbigay ng ganoong bilis sa mga katawan ay katumbas ng
\(~\Delta t = \frac(m \Delta \upsilon)(mg) \approx 100 s\)
Ang mga puwersa ng presyon ng panloob na gas ay nagbibigay ng gayong mga bilis sa 0.01 s, i.e. 10,000 beses na mas mabilis.
Pagpapaandar ng jet. Meshchersky equation. Reaktibong puwersa
Sa ilalim pagpapaandar ng jet nauunawaan ang paggalaw ng isang katawan na nangyayari kapag ang ilang bahagi nito ay nahiwalay sa isang tiyak na bilis na may kaugnayan sa katawan,
halimbawa, kapag ang mga produkto ng pagkasunog ay dumadaloy mula sa isang jet nozzle sasakyang panghimpapawid. Sa kasong ito, lumilitaw ang tinatawag na reactive force, na nagbibigay ng acceleration sa katawan.
Ang pagmamasid sa jet motion ay napakasimple. Palakihin ang bola ng goma ng bata at bitawan ito. Ang bola ay mabilis na tataas (Larawan 2). Ang kilusan, gayunpaman, ay maikli ang buhay. Ang reaktibong puwersa ay kumikilos lamang hangga't nagpapatuloy ang pag-agos ng hangin.
Ang pangunahing tampok ng reaktibong puwersa ay nangyayari ito nang walang anumang pakikipag-ugnayan sa mga panlabas na katawan. Mayroon lamang interaksyon sa pagitan ng rocket at ng stream ng matter na umaagos palabas dito.
Ang puwersa na nagbibigay ng acceleration sa isang kotse o pedestrian sa lupa, isang steamship sa tubig o isang propeller-driven na eroplano sa hangin ay lumitaw lamang dahil sa pakikipag-ugnayan ng mga katawan na ito sa lupa, tubig o hangin.
Kapag ang mga produkto ng pagkasunog ng gasolina ay dumaloy, dahil sa presyon sa silid ng pagkasunog, nakakakuha sila ng isang tiyak na bilis na nauugnay sa rocket at, dahil dito, isang tiyak na momentum. Samakatuwid, alinsunod sa batas ng konserbasyon ng momentum, ang rocket mismo ay tumatanggap ng isang salpok ng parehong magnitude, ngunit nakadirekta sa kabaligtaran ng direksyon.
Ang masa ng rocket ay bumababa sa paglipas ng panahon. Ang isang rocket sa paglipad ay isang katawan ng variable na masa. Upang kalkulahin ang paggalaw nito, maginhawang ilapat ang batas ng konserbasyon ng momentum.
Meshchersky equation
Kunin natin ang equation ng motion ng rocket at maghanap ng expression para sa reactive force. Ipagpalagay namin na ang bilis ng mga gas na dumadaloy palabas ng rocket na may kaugnayan sa rocket ay pare-pareho at katumbas ng \(~\vec u\) . Ang mga panlabas na puwersa ay hindi kumikilos sa rocket: ito ay nasa kalawakan na malayo sa mga bituin at planeta.
Hayaang sa ilang sandali ang bilis ng rocket na nauugnay sa inertial system na nauugnay sa mga bituin ay katumbas ng \(~\vec \upsilon\) (Fig. 3), at ang masa ng rocket ay pantay. M. Pagkatapos ng maikling oras na pagitan Δ t magiging pantay ang masa ng rocket
\(~M_1 = M - \mu \Delta t\) ,
saan μ - pagkonsumo ng gasolina ( pagkonsumo ng gasolina ay tinatawag na ratio ng masa ng sinunog na gasolina sa oras ng pagkasunog nito).
Sa parehong yugto ng panahon, ang bilis ng rocket ay magbabago ng \(~\Delta \vec \upsilon\) at magiging katumbas ng \(~\vec \upsilon_1 = \vec \upsilon + \Delta \vec \upsilon\ ). Ang bilis ng pag-agos ng gas na nauugnay sa napiling inertial reference frame ay katumbas ng \(~\vec \upsilon + \vec u\) (Fig. 4), dahil bago ang simula ng combustion ang gasolina ay may parehong bilis ng rocket.
Isulat natin ang batas ng konserbasyon ng momentum para sa rocket-gas system:
\(~M \vec \upsilon = (M - \mu \Delta t)(\vec \upsilon + \Delta \vec \upsilon) + \mu \Delta t(\vec \upsilon + \vec u)\) .
Pagbukas ng mga bracket, nakukuha namin:
\(~M \vec \upsilon = M \vec \upsilon - \mu \Delta t \vec \upsilon + M \Delta \vec \upsilon - \mu \Delta t \Delta \vec \upsilon + \mu \Delta t \vec \upsilon + \mu \Delta t \vec u\) .
Ang terminong \(~\mu \Delta t \vec \upsilon\) ay maaaring mapabayaan kung ihahambing sa iba, dahil naglalaman ito ng produkto ng dalawang maliit na dami (ang dami na ito ay sinasabing nasa pangalawang pagkakasunud-sunod ng kaliit). Pagkatapos magdala ng mga katulad na termino magkakaroon tayo ng:
\(~M \Delta \vec \upsilon = - \mu \Delta t \vec u\) o \(~M \frac(\Delta \vec \upsilon)(\Delta t) = - \mu \vec u\ ). (12)
Ito ay isa sa mga equation ni Meshchersky para sa paggalaw ng isang katawan ng variable na masa, na nakuha niya noong 1897.
Kung ipinakilala natin ang notasyon \(~\vec F_r = - \mu \vec u\) , kung gayon ang equation (12) ay magkakasabay sa anyo ng pangalawang batas ni Newton. Gayunpaman, ang timbang ng katawan M dito ito ay hindi pare-pareho, ngunit bumababa sa oras dahil sa pagkawala ng bagay.
Tinatawag ang dami na \(~\vec F_r = - \mu \vec u\). reaktibong puwersa. Lumilitaw ito bilang isang resulta ng pag-agos ng mga gas mula sa rocket, inilapat sa rocket at nakadirekta sa tapat ng bilis ng mga gas na may kaugnayan sa rocket. Ang reaktibong puwersa ay tinutukoy lamang ng bilis ng daloy ng gas na may kaugnayan sa pagkonsumo ng rocket at gasolina. Mahalaga na hindi ito nakasalalay sa mga detalye ng disenyo ng makina. Mahalaga lamang na matiyak ng makina ang pag-agos ng mga gas mula sa rocket sa bilis na \(~\vec u\) na may pagkonsumo ng gasolina μ . Reaktibong puwersa mga rocket sa kalawakan umabot sa 1000 kN.
Kung ang mga panlabas na puwersa ay kumikilos sa isang rocket, kung gayon ang paggalaw nito ay tinutukoy ng reaktibo na puwersa at ang kabuuan ng mga panlabas na puwersa. Sa kasong ito, ang equation (12) ay isusulat tulad ng sumusunod:
\(~M \frac(\Delta \vec \upsilon)(\Delta t) = \vec F_r + \vec F\) . (13)
Mga jet engine
Ang mga makinang jet ay kasalukuyang malawakang ginagamit kaugnay ng paggalugad sa kalawakan. Ginagamit din ang mga ito para sa meteorological at military missiles ng iba't ibang saklaw. Bilang karagdagan, ang lahat ng modernong high-speed na sasakyang panghimpapawid ay nilagyan ng air-breathing engine.
Imposibleng gumamit ng anumang makina maliban sa mga jet engine sa kalawakan: walang suporta (solid, likido o gas) kung saan maaaring mapabilis ang spacecraft. Ang paggamit ng mga jet engine para sa sasakyang panghimpapawid at mga rocket na hindi lalampas sa atmospera ay dahil sa ang katunayan na ang mga jet engine ay may kakayahang magbigay ng pinakamataas na bilis paglipad.
Ang mga jet engine ay nahahati sa dalawang klase: rocket At air-jet.
Sa mga rocket engine, ang gasolina at ang oxidizer na kinakailangan para sa pagkasunog nito ay matatagpuan nang direkta sa loob ng makina o sa mga tangke ng gasolina nito.
Ang Figure 5 ay nagpapakita ng isang diagram ng isang solid fuel rocket engine. Ang pulbura o iba pang solidong gasolina na may kakayahang sumunog sa kawalan ng hangin ay inilalagay sa loob ng silid ng pagkasunog ng makina.
Kapag nasusunog ang gasolina, nabubuo ang mga gas na may napakataas na temperatura at nagbibigay ng presyon sa mga dingding ng silid. Ang presyon sa harap na dingding ng silid ay mas malaki kaysa sa likod na dingding, kung saan matatagpuan ang nozzle. Ang mga gas na dumadaloy sa nozzle ay hindi nakakaharap sa isang pader sa kanilang daan kung saan maaari silang magbigay ng presyon. Ang resulta ay isang puwersa na nagtutulak sa rocket pasulong.
Ang makitid na bahagi ng silid - ang nozzle - ay nagsisilbi upang mapataas ang rate ng daloy ng mga produkto ng pagkasunog, na nagpapataas naman ng reaktibong puwersa. Ang pagpapaliit ng stream ng gas ay nagdudulot ng pagtaas sa bilis nito, dahil sa kasong ito ang parehong masa ng gas ay dapat dumaan sa isang mas maliit na cross section bawat yunit ng oras tulad ng sa isang mas malaking cross section.
Ginagamit din ang mga rocket engine na tumatakbo sa likidong gasolina.
Sa mga liquid-propellant jet engine (LPRE), ang kerosene, gasolina, alkohol, aniline, likidong hydrogen, atbp. ay maaaring gamitin bilang gasolina, at ang likidong oxygen, nitric acid, likidong fluorine, hydrogen peroxide, atbp. ay maaaring gamitin bilang isang oxidizing. ahente na kinakailangan para sa pagkasunog Ang gasolina at oxidizer ay naka-imbak nang hiwalay sa mga espesyal na tangke at, gamit ang mga bomba, ay ibinibigay sa silid, kung saan ang pagkasunog ng gasolina ay nagkakaroon ng temperatura na hanggang 3000 °C at isang presyon ng hanggang 50 atm (. Larawan 6). Kung hindi, ang makina ay gumagana sa parehong paraan tulad ng isang solid fuel engine.
Ang mga mainit na gas (mga produkto ng pagkasunog), na lumalabas sa pamamagitan ng nozzle, ay paikutin ang gas turbine, na nagtutulak sa compressor. Ang mga turbocompressor engine ay naka-install sa aming mga airliner na Tu-134, Il-62, Il-86, atbp.
Hindi lamang mga rocket, kundi pati na rin ang karamihan sa mga modernong sasakyang panghimpapawid ay nilagyan ng mga jet engine.
Mga tagumpay sa paggalugad sa kalawakan
Mga Batayan ng teorya ng jet engine at siyentipikong patunay ang mga posibilidad ng paglipad sa interplanetary space ay unang ipinahayag at binuo ng Russian scientist na si K.E. Tsiolkovsky sa kanyang gawaing "Paggalugad ng mga espasyo sa mundo gamit ang mga reaktibong instrumento."
K.E. Nakaisip din si Tsiolkovsky ng ideya ng paggamit ng mga multi-stage na rocket. Ang mga indibidwal na yugto na bumubuo sa rocket ay ibinibigay sa kanilang sariling mga makina at suplay ng gasolina. Habang nasusunog ang gasolina, ang bawat sunud-sunod na yugto ay nahihiwalay sa rocket. Samakatuwid, sa hinaharap, ang gasolina ay hindi natupok upang mapabilis ang katawan at makina nito.
Ang ideya ni Tsiolkovsky na magtayo ng isang malaking istasyon ng satellite sa orbit sa paligid ng Earth, kung saan ang mga rocket ay ilulunsad sa ibang mga planeta solar system, ay hindi pa naipapatupad, ngunit walang duda na maya-maya ay mabubuo ang naturang istasyon.
Sa kasalukuyan, ang hula ni Tsiolkovsky ay nagiging isang katotohanan: "Ang sangkatauhan ay hindi mananatili magpakailanman sa Earth, ngunit sa pagtugis ng liwanag at espasyo, ito ay unang mahiyain na tumagos sa kabila ng kapaligiran, at pagkatapos ay sakupin ang buong circumsolar space."
Ang ating bansa ay may malaking karangalan na ilunsad ang unang artipisyal na Earth satellite noong Oktubre 4, 1957. Gayundin, sa unang pagkakataon sa ating bansa, noong Abril 12, 1961, isang spacecraft ang pinalipad kasama ang kosmonaut na si Yu.A. Nakasakay si Gagarin.
Ang mga flight na ito ay isinagawa sa mga rocket na dinisenyo ng mga domestic scientist at engineer sa ilalim ng pamumuno ng S.P. Reyna. Ang mga Amerikanong siyentipiko, inhinyero at astronaut ay gumawa ng malaking kontribusyon sa paggalugad sa kalawakan. Dalawang Amerikanong astronaut mula sa crew ng Apollo 11 spacecraft - sina Neil Armstrong at Edwin Aldrin - ay dumaong sa Buwan sa unang pagkakataon noong Hulyo 20, 1969. Ginawa ng tao ang kanyang mga unang hakbang sa kosmikong katawan ng solar system.
Sa pagpasok ng tao sa kalawakan, hindi lamang nabuksan ang mga posibilidad ng paggalugad ng iba pang mga planeta, kundi pati na rin ang tunay na kamangha-manghang mga pagkakataon para sa pag-aaral. likas na phenomena at mga yaman ng Daigdig na maaari lamang mapanaginipan. Lumitaw ang kosmikong likas na kasaysayan. Dati, ang isang pangkalahatang mapa ng Earth ay pinagsama-sama nang paunti-unti, tulad ng isang mosaic panel. Ngayon, binibigyang-daan ka ng mga larawan mula sa orbit na sumasaklaw sa milyun-milyong kilometro kuwadrado na piliin ang mga pinakakawili-wiling lugar para sa pag-aaral ibabaw ng lupa, sa gayon ay nakakatipid ng pagsisikap at pera Mula sa kalawakan, ang mga malalaking istrukturang geological ay mas nakikilala: mga plato, malalim na mga pagkakamali sa crust ng lupa - ang mga lugar kung saan ang mga mineral ay malamang na mangyari. Natagpuan mula sa kalawakan bagong uri mga geological formations na mga istrukturang singsing na katulad ng mga bunganga ng Buwan at Mars,
Sa ngayon, ang mga orbital complex ay nakabuo ng mga teknolohiya para sa paggawa ng mga materyales na hindi magagawa sa Earth, ngunit sa isang estado ng matagal na kawalan ng timbang sa kalawakan. Ang halaga ng mga materyales na ito (ultra-pure single crystals, atbp.) ay malapit sa halaga ng paglulunsad ng spacecraft.
Panitikan
- Physics: Mechanics. Ika-10 baitang: Teksbuk. para sa malalim na pag-aaral ng pisika / M.M. Balashov, A.I. Gomonova, A.B. Dolitsky at iba pa; Ed. G.Ya. Myakisheva. - M.: Bustard, 2002. - 496 p.
Ang anumang problema sa mekanika ay maaaring malutas gamit ang mga batas ni Newton. Gayunpaman, ang paggamit ng batas ng konserbasyon ng momentum sa maraming mga kaso ay lubos na nagpapadali sa solusyon. Ang batas ng konserbasyon ng momentum ay may malaking kahalagahan para sa pag-aaral ng jet propulsion.
Anong uri ng paggalaw ang tinatawag na reaktibo?
Ang paggalaw ng jet ay nauunawaan bilang ang paggalaw ng isang katawan na nangyayari kapag ang ilang bahagi nito ay naghihiwalay sa isang tiyak na bilis na may kaugnayan sa katawan, halimbawa, kapag ang mga produkto ng pagkasunog ay dumadaloy palabas sa nozzle ng isang jet aircraft. Sa kasong ito, lumilitaw ang tinatawag na reactive force, na nagbibigay ng acceleration sa katawan.
Ang pagmamasid sa jet motion ay napakasimple. Palakihin ang bola ng goma ng bata at bitawan ito. Ang bola ay mabilis na tataas paitaas (Larawan 5.4). Ang kilusan, gayunpaman, ay maikli ang buhay. Ang reaktibong puwersa ay kumikilos lamang hangga't nagpapatuloy ang pag-agos ng hangin.
Ang pangunahing tampok ng reaktibong puwersa ay nangyayari ito nang walang anumang pakikipag-ugnayan sa mga panlabas na katawan. Mayroon lamang interaksyon sa pagitan ng rocket at ng Rice na umaagos mula dito. Ang puwersa na nagbibigay ng acceleration sa isang kotse o pedestrian sa lupa, isang steamship sa tubig o isang propeller-driven na eroplano sa hangin ay lumitaw lamang dahil sa pakikipag-ugnayan. ng mga katawan na ito na may lupa, tubig o hangin.
Kapag ang mga produkto ng pagkasunog ng gasolina ay dumaloy, dahil sa presyon sa silid ng pagkasunog, nakakakuha sila ng isang tiyak na bilis na nauugnay sa rocket at, dahil dito, isang tiyak na momentum. Samakatuwid, alinsunod sa batas ng konserbasyon ng momentum, ang rocket mismo ay tumatanggap ng isang salpok ng parehong magnitude, ngunit nakadirekta sa kabaligtaran ng direksyon.
Ang masa ng rocket ay bumababa sa paglipas ng panahon. Ang isang rocket sa paglipad ay isang katawan ng variable na masa. Upang kalkulahin ang paggalaw nito, maginhawang ilapat ang batas ng konserbasyon ng momentum.
Meshchersky equation
Kunin natin ang equation ng motion ng rocket at maghanap ng expression para sa reactive force. Ipagpalagay natin na ang bilis ng mga gas na dumadaloy palabas ng rocket na may kaugnayan sa rocket ay pare-pareho at katumbas ng at. Ang mga panlabas na puwersa ay hindi kumikilos sa rocket: ito ay nasa kalawakan na malayo sa mga bituin at planeta.
Hayaan sa isang punto ng oras na ang bilis ng rocket na nauugnay sa inertial system na nauugnay sa mga bituin ay katumbas ng v
A)
b)
kanin. 5.5
(Larawan 5.5, a), at ang masa ng rocket ay M. Pagkatapos ng maikling pagitan ng oras At, ang masa ng rocket ay magiging pantay.
Aking = M -
kung saan ang c ay pagkonsumo ng gasolina.
Sa parehong yugto ng panahon, ang bilis ng rocket ay magbabago ng Av at magiging katumbas ng mga ito = v + Av. Ang bilis ng pag-agos ng gas na may kaugnayan sa napiling inertial reference frame ay katumbas ng v + th (Fig. 5.5, b), dahil bago ang simula ng pagkasunog ang gasolina ay may parehong bilis ng rocket.
Isulat natin ang batas ng konserbasyon ng momentum para sa rocket-gas system:
Mv = (M- )