Fizik Адмін. відповів 12 місяців тому
Принцип реактивного руху полягає в тому, що цей вид руху виникає тоді, коли відбувається відділення з деякою швидкістю, від тіла його частини. Класичним прикладом реактивного руху служить рух ракети. До особливостей даного руху можна віднести те, що тіло отримує прискорення без взаємодії з іншими тілами. Так, рух ракети відбувається за рахунок зміни її маси. Маса ракети зменшується при витіканні газів, які виникають при згорянні палива. Розглянь рух ракети. Припустимо, що маса ракети дорівнює, а її швидкість в момент часу. Через деякий час маса ракети зменшується на величину і стає дорівнює:, швидкість ракети стає рівною.
Тоді зміна імпульсу за час можна уявити як:
де - швидкість витікання газів по відношенню до ракети. Якщо прийняти, що - величина мала вищого порядку в порівнянні з іншими, то отримаємо:
При дії на систему зовнішніх сил () зміна імпульсу представимо як:
Прирівнюємо праві частини формул (2) і (3), отримуємо:
де вираз - носить назву реактивної сили. При цьому, якщо напрями векторів і протилежні, то ракета прискорюється, в іншому випадку вона гальмує. Рівняння (4) носить назву рівняння руху тіла змінної маси. Його часто записують у вигляді (рівняння І.В. Мещерського):
Ідея використання реактивної сили була запропонована ще в XIX столітті. Пізніше К.Е. Ціолковський висунув теорію руху ракети і сформулював основи теорії рідинного реактивного двигуна. Якщо покласти, що на ракету не діють зовнішні сили, то формула (4) отримає вигляд:
Проинтегрировав рівняння (6) і висловивши швидкість, вважаючи стартовою масою ракети величину, а початкову швидкість ракети покласти рівною нулю, можна отримати формулу, яка носить ім'я Ціолковського:
З формули Ціолковського видно, що чим більше кінцева маса ракети (), тим більше повинна бути її стартова маса (). Чим більше величина швидкості витікання газів (), тим більше може бути кінцева маса при фіксованій стартовій масі ракети.