Как работает реактивное движение и почему ракета летит в космосе?
Не пойму, как ракета летит в вакууме — ей же не от чего отталкиваться, воздуха нет. Как вообще работает реактивное движение? Объясните через физику.
2 ответа
Реактивное движение работает за счёт закона сохранения импульса, и воздух для него вообще не нужен.
Идея: ракета с большой скоростью выбрасывает назад горячие газы. Газ получает импульс назад, а ракета — такой же импульс вперёд (суммарный импульс системы сохраняется).
До старта общий импульс = 0. После выброса газа:
0 = m_газ·v_газ + m_ракета·v_ракета
Отсюда ракета приобретает скорость в сторону, противоположную выбросу газа.
Почему не нужен воздух: ракета отталкивается не от воздуха, а от собственного выброшенного газа. Это внутреннее взаимодействие двух частей системы (третий закон Ньютона: газ толкает ракету ровно так же, как ракета газ). Поэтому в вакууме реактивный двигатель работает даже лучше — нет сопротивления воздуха.
Аналогии:
- сдутый воздушный шарик летает по комнате — выходящий воздух толкает его вперёд;
- прыгнешь с лодки на берег — лодку отбросит назад;
- отдача ружья при выстреле.
Кстати, самолётный реактивный двигатель использует воздух (забирает кислород для горения), а ракетный везёт окислитель с собой — поэтому только ракета летает в безвоздушном космосе.
Главное заблуждение — что ракета «отталкивается от воздуха». Нет! Она отталкивается от газа, который сама же выбрасывает. По закону сохранения импульса: выкинул что-то назад быстро — сам поехал вперёд. Проверь дома: надуй шарик и отпусти — он рванёт в сторону, противоположную струе воздуха. В вакууме то же самое, только без сопротивления.