انرژی مکانیکی موشک در فضا به کجا می رود؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

انرژی مکانیکی موشک در فضا به کجا می رود؟

پست توسط rohamavation »

انرژی مکانیکی در موشکی که در فضا پرواز می کند کجا میره؟اگر انرژی جنبشی نسبت به اجسام دیگر باشد و انرژی کل یک سیستم تغییر نکنه چه اتفاقی می افته اگر در یک جهان کاملاً خالی، علاوه بر وجود یک موشک ساده، این موشک ساده موتور خود را روشن کنه؟خوب، فرآیند احتراق، انرژی بالقوه سوخت را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند و محصولات احتراق را به یک طرف و از طریق قانون سوم نیوتن، موشک را به سمت دیگر می‌برد. بنابراین موشک انرژی گرفت و قرار بود این انرژی جنبشی باشه اما فرضیه این است که هیچ جرم دیگری در این جهان وجود نداره بنابراین موقعیت نسبی برای مقایسه موقعیت موشک وجود نداره. پس این انرژی از دست رفته کجا رفته؟
چه چیزی را من فراموش کردم ؟موشک ها با بیرون راندن گاز خروجی با سرعت زیاد کار می کنن که با حفظ تکانه باعث می شود موشک در جهت مخالف حرکت کند. از آنجایی که هیچ نیروی خارجی بر روی سیستم اگزوز موشک وارد نمیشه مرکز جرم آن یک چارچوب مرجع اینرسی میده. این چارچوب مرجعیه که در آن می‌تونیم تغییر انرژی جنبشی موشک (و اگزوز) را اندازه‌گیری کنیم.
هنگامی که یک اسلحه را شلیک می کنین احساس پس زدن می کنین زیرا تکانه ای که به گلوله وارد میشه باید حرکتی برابر و مخالف بر بدنه اسلحه داشته باشه به طور خلاصه، ماشه را می‌کشید، گلوله کوچک به سمت جلو شلیک می‌کند، و شما و تفنگ با هم به عنوان یک سیستم واحد، شتاب مساوی را به دست می‌آورید که روی جرم بسیار بزرگ‌تری توزیع میشه که شما را به عقب هل میده.
یک موشک بر اساس همان اصل عمل مییکنه مگر در حالت معکوس. به جای اعمال نیرو به اسلحه به عنوان اثر جانبی اعمال نیرو به پرتابه (گلوله)، به پرتابه نیرو در این مورد گازهای خروجی به عنوان اثر جانبی اعمال نیرو به موشک وارد میکنین. گازها با تکانه ای برابر و مخالف موشک به سمت پایین شلیک می کنن که به سمت بالا شلیک میکنه، با این فرض که می خواهید موشک خود را به فضا برسونید یعنی.
این از دست دادن جرم اگزوز چیزی است که به موشک اجازه حرکت میده، بدون آن شما درست میگین و توضیح حرکت موشک در محدوده مکانیک نیوتنی کمی مشکله
در مورد چارچوب مرجع، می توانید قاب خود را به خود موشک ماتصال بدین در این صورت شما یک چارچوب مرجع اینرسی دارین که باید از دست دادن جرم به اگزوز را در نظر بگیره. یا میتونید کمی ماجراجوتر باشین و قاب خود را به گازهای خروجی اگزوز وصل کنین که اگر برای برش های زمانی کوچک انجام شود معتبره اما اگر بخواین کل مدت زمانی که موشک در حال حرکته را محاسبه کنین بسیار سخته. یا می‌توانید قاب خود را به نقطه‌ای در فضا متصل کنین که موشک در یک حرکت معین باشه و متوجه میشین که دو تکانه مساوی و متضاد بر روی موشک اعمال میشه و گازها به سمت دیگر میرن البته گازها به وضوح این کار را انجام میدن با سرعت بسیار بالاتری سفر کنین بستگی به خود شما داره که تا کجا می خواهید آن را طی کنید!
در نهایت، برای پاسخ به آخرین سوالم، جهان خالی شما با یک موشک شروع میشه، با سوختی که سپس می سوزانه و به عنوان گازهای خروجی از اگزوز خارج میکنه. این گازها به محض خروج از موشک از کیهان ناپدید نمیشن و شما با یک جهان تقریباً خالی حاوی یک موشک و دسته ای از گازهای سریع باقی میمونه. این چیزی است که شما از دست داده ای و فراموش کردی
تصویر

ارسال پست