火箭靠什么在没有空气的太空里前进

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火箭靠什么在没有空气的太空里前进

火箭能够把宇宙飞船送入绕地轨道,也可以把卫星和各种探测器送进宇宙空间。一说起火箭,我们就会联想到太空飞行。其实,在房间里飞的气球也可以成为火箭。

我们都做过这样的游戏:先向气球里吹气,再扎紧开口,然后松手 ,气球就一边撒气一边向着相反的方向冲出去。再举一个简单的例子。假如光滑的轨道上有一辆小车,小车的尾部装有一架机枪。机枪每射出一枚子弹,小车就向前移动一点。随着子弹一枚枚地射出,小车的速度越来越快。可以想象得出,机枪每向后发射一枚子弹,小车就受到一次向前的推力,这个力就是子弹对小车的反作用力。这也是火箭前进的制动机制。

为了把宇宙飞船送入太空,火箭的发动机必须有强劲的动力,工程师设计发动机必须基于特定的原理。第一个详细描述这种特定原理的人是英国17世纪末的伟大的科学家艾萨克·牛顿。牛顿定律主要描述万有引力和物体运动的定律,他的第二定律和第三定律的内容比较具体地描述了物体受力与运动的关系,从中我们可以得知火箭是如何在太空里前进的。牛顿第二定律指出,运动中的物体的力取决于其质量和其加速度。所以,想要获得动力十足的火箭,就必须保证它每秒钟都喷射出很多高速运动的物质。

牛顿第三定律是说,两个物体之间只要存在力的作用,那么作用力和反作用力则必然成对出现,而且大小相等,方向相反。在火箭的例子中,火箭对喷射物的作用力使喷射物被高速喷出,喷射物同时会给火箭一个相反的力,推动火箭向前运动。运载宇宙飞船的火箭将燃料燃烧生成的气体向后推出获得向前的动力。其实,无论向后推出的是什么东西——可以是固体颗粒,液体,甚至是原子或是质子、中子、电子——都能够获得向前的动力。

有人可能会以为火箭是靠喷出的气体推动了周围环境中的气体才获得反冲力的,却没有料到其实是喷出的气体本身使火箭具有如此强大的力量。事实上,由于太空中没有空气,火箭在向前运动时不必克服空气阻力,所以它比在有空气的环境里更容易前进。而且,火箭表面与周围环境之间的摩擦为零,这就是说火箭在启动后不会有任何阻力使它减速。另外,太空中的宇宙飞船不受重力作用,没有重量,所以即使是一个很小的推力也能够让飞船获得很大的速度。

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版权声明:完美导航 发表于 2021年6月17日 上午2:17。
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