Если объект движется в вакууме, то будет ли возрастать его скорость при каждом включении реактивной тяги относительно скорости движения до включения?

Спрашивает
Sergey B.
#реактивный двигатель
+1
#физика
12.02.2023
90 240
Сложный вопрос

Да, будет — но, конечно, при условии, что двигатель направлен соплом назад. Другое дело, что набрать так бесконечно большую скорость не получится, даже если ваш двигатель невероятно эффективен. У скорости реактивного аппарата (ракеты) в вакууме есть два ограничения, одно теоретическое и одно практическое. Теоретическое — это скорость света: по мере приближения к ней каждое включение двигателя будет давать всё более малый прирост скорости: это следует из специальной теории относительности (СТО).

Для ракет, разумеется, этот постулат СТО никто не проверял, но зато на отдельных протонах или отдельных атомных ядрах этот эффект хорошо заметен: в ускорителях элементарные частицы движутся с околосветовыми скоростями и приращение энергии частиц уже не описывается классической школьной формулой mv2/2.

Но на практике ограничение для скорости ракеты обусловлено не конечностью скорости света, а формулой Циолковского. Она устанавливает связь между тем, какую вы набираете скорость, и тем, сколько вам потребуется топлива в том случае, если ваш двигатель дает ту или иную скорость истечения газов/плазмы/чего угодно еще. Количество топлива растет не пропорционально достигаемой скорости — то есть не «для разгона до 5 км/с потребуется в пять раз больше, чем на разгон до 1 км/с», а экспоненциально. То есть конечная скорость стоит в показателе степени, и поэтому хотя бы для выхода на третью космическую скорость, всего в 30 км/с, ракета с обычным двигателем должна иметь запас топлива примерно в две тысячи (!) раз больше собственной массы (без топлива).

А если нам нужна скорость в… ну, положим, 1% от скорости света, то есть 3000 км/с — то в ракету надо взять топлива примерно в 6*10325 степени раз больше, чем ее масса. Нет, это не опечатка, именно 10-в-триста двадцать пятой (!!) степени. Это невероятно много; для сравнения, масса всей наблюдаемой Вселенной, выраженная в массах протона (!), составит «всего лишь» около 10 в восьмидесятой степени. Понятно, что построить такую ракету принципиально невозможно, увы!

Из этого следует, что прибавлять скорость раз за разом позволит уже не простой ракетный двигатель, а что-то иное. Скажем, какой-нибудь электроракетный, выбрасывающий не струю раскаленных газов, а пучок ионов. Или же вовсе стоит отказаться от ракетной тяги в пользу солнечного паруса — тому вообще не нужно топлива. Существуют расчеты, показывающие возможность создания в ближайшем будущем (с нынешними технологиями, без всяких супертонких и суперпрочных пленок) аппарата, который под солнечным парусом сможет уйти от Солнца, преодолевая в год порядка 20 астрономических единиц. 1 а.е., напомним, равна радиусу земной орбиты, то есть такой аппарат долетит за год до Урана. Это очень, очень хороший результат; «Вояджер» до Урана добирался 8,5 лет — и то только благодаря крайне удачному расположению планет, позволившему совершить ряд гравитационных маневров с дополнительным набором скорости.

Комментарии

82 Комментариев
renatbest78 g
04.10.2023
-
0
+
Зачем нужен двигатель с тоннами топлива, ведь если тело запустить в космосе с ускорением, то с течением времени скорость должна возрастать. Понятно что абсолютного вакуума не существует, но и ионного двигателя тогда наверное будет достаточно, чтобы компенсировать силы гасящие скоррсть.
Илья Ялин
22.02.2023
-
0
+
Ну доберёмся до альфы Центавра и что дальше? Разве мы будем от этого счастливы? Нет! Не будем! Поэтому не интересно. А счастье 😃 вокруг нас и так близко!
кук куков
19.02.2023
-
0
+
Прямой вопрос - прямой ответ да, а скорость света и тд главное ограничение увеличение его массы с увеличением скорости в итоге никакого движка не хватит двигать предмет огромной массой а поо вопрос скафандр в пример он двигается медленно включается маневровый и он чуть быстрее начинает движение . И еще все это капец как гипотетически . Ваакума то нет )
"1 а.е., напомним, равна радиусу земной орбиты" Чего???:)
DominatorRa
18.02.2023
-
0
+
"третью космическую скорость, всего в 30 км/с" - не 30, 16.65.
-
-1
+
Успокойтесь. Я уже всё придумал. Для перемещения в пространстве времени не ракетный двигатель нужно, а совсем другой принцип. Нужно менять частоту вибрации материи корабля. Это изменение сразу переносит объект в пространстве времени.Для изменения вибрации нужно запустить процесс резонанса твёрдой материи. Сначала раскачать атомы, заставить их вибрировать, менять их структуру под внешним воздействием и после менять частоты. В этом помогут кристаллы.
    Иван Дякин
    17.02.2023
    -
    2
    +
    "В этом помогут кристаллы". Кристаллы Сваровски подойдут? Если подойдут, то подождëм. А пока ждем, отсыпь мне тоже, че ты там куришь
    Ринат 1
    17.02.2023
    -
    0
    +
    Ясинский?
    VlaTu Mat
    17.02.2023
    -
    0
    +
    Покупайте кристалы у меня . Кристалы типа пряности. 100 у.е. за пол. Кило.
    Теория конечно выглядит как бред, но что то в этом есть... Вибрации знали ещё майя, шумеры и египтяне в их пирамидах зафиксировали что вибрации совпадают и могут быть связанны между собой , в христианстве церкви(при некоторых молебнах) вибрации купола совпадают с вибраций земли... Но опять же заставив вибрировать атомы всего корабля, в том числе и экипажа, можно натолкнуться на распад на атомы, это тема пока что так и остаётся фантасмагорией как и телепортация
    +
      ещё комментарии
      -
      -1
      +
      Скажу вам ещё более страшную вещь - я занимаюсь эриксоновским гипнозом и вывожу тонкую копию клиентов из твёрдого физического тела в тонкий мир. И там полно и инопланетян и корабли космические и разные миры энергии. Были даже в городе учёных Шамбале, где хранятся все секреты. Это всё присутствует на тонком плане.
        -
        -1
        +
        А по поводу вибраций - многие здесь не совсем образованные. А были бы оными, то знали бы ещё об одной таблице элементов, где каждый атом вещества представляет из себя стоячую волну пузырь сферу. И разница между элементами заключается в разности вибраций. И переход от одного элемента к другому происходит в изменении частоты. Так работает алхимия.
-
1
+
Сидел читал, и мне в мозг пришла мысль, что возможно разогнать аппарат без использования энергии до скорости 600км/с. Ведь для разгона данной скорости достаточно лишь остановиться, осталось лишь придумать как 😔
По альтернативной противоположно-симметричной теории относительности http://vk.com/realrelativity относительная скорость ракеты (или частиц) может быть даже больше бесконечности,а её относительное ускорение увеличивается со временем,так что есть надежда. Исправлена неправильная официальная "релятивистская формулаЦиолковского" (вместо c/u должно стоять в википедии √[(c/u)²-1] ) , и выведена новая v/c=tan[[log( m0 /m)]/√[(c/u)²+1]].
-
0
+
А ничего, что астрономическая единица это расстояние от Земли до Солнца? Автор явно компетентный.
    Ванечка
    15.02.2023
    -
    0
    +
    расстояние от Земли до Солнца
    А чему по вашему равен "радиус земной орбиты" о котором говорит автор? 😀 Нет, правда интересно, какова ваша версия.
Mikhail Romanov
15.02.2023
-
10
+
Мне такие разговоры напоминают разговоры начала 18 века, когда на серьезных щах, учёные мужи обсуждали о невозможности превысить скорость 80 км в час. И о том сколько лошадей понадобится добавить к карете что бы такой скорости достичь. И да - там тоже чем ближе к 50-ти например, - тем больше лошадей надо добавлять для увеличения скорости ещё на км ;) . Полное отсутствие воображения удручает. Неужели не понятно, что для перемещения на межзвездные расстояния надо выходить за рамки такого понятия как скорость. Это либо прокол в пространстве будет, либо его сворачивание либо телепортация. Либо ещё какой то эффект, сейчас неизвестный науке
-
-2
+
Никто ни куда не полетит, удел человечества загнить на Земле. Так было уже раз пять или шесть, и снова доладом. Человек мерзкая ох..шая тварь, самое отвратительное создание природы, оно должно быть стёрто с лица земли, там где оно исчезает природа расцветает и процветает жизнь. Чернобыль тому пример.
Georg Geiersdorf
14.02.2023
-
0
+
Всё это уму не постижимо. Был же раньше простой способ полётов: Баба - Яга в ступе, в крайнем случае на метле 😀
Михаил
14.02.2023
-
2
+
абсолютно безграмотная статья 1. это что за такая "классическая" школьная формула m(v^2)*2/2 (комментарий не позволяет сохранить оригинальное форматирование)? Я знаю только похожую формулу кинетической энергии m(v^2)/2. 2. "Ракетная" тяга это что такое? Может быть все-таки реактивная? 3. Если уж заговорили про СТО и бесконечные ускорения, где самая главная причина невозможности бесконечно увеличивать скорость? При увеличении скорости экспоненциально растет масса тела, примерно от 30% скорости света уже заметный рост массы, при 100% масса бесконечная.
Anhel Amigo
13.02.2023
-
0
+
Нет небудет так как скорость пропорционально не возрастает при воздействии с окружающей средой в данном случае вакума. Но при барьерном ускорении возможно осуществить разгон привышаюший наминальный выпуск.
balyk lakga
13.02.2023
-
1
+
1 а.е не может быть равна радиусу земли. Поправьте.
Vadim Petryaev
13.02.2023
-
0
+
Вопрос исключительно в скорости истечения рабочего тела. Теоретически, даже один протон можно разогнать до сколь угодно большого импульса.
-
-2
+
Вакуум необходим для сжатия времени и пространства. В один момент ты сможешь оказаться на другом конце галактики. Просто надо научиться концентрироваться.
Mezahir Haciyev
13.02.2023
-
4
+
Нельзя ли разогнать ракету, воспользовавшись вращением нашей галактики (млечного пути) со скоростью 240 км/с?
    Eugene Malkov
    13.02.2023
    -
    4
    +
    Легко, нужно всего лишь долететь до чёрной дыры в центре галактики, совершить возле неё гравитационный маневр и направиться на какую-нибудь Альфу-Центавру. А если серьёзно, то не только Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью 240 км/с, но и окружающие звезды тоже.
    +
      ещё комментарии
      Денис Н
      14.02.2023
      -
      0
      +
      любой объект в солнечной системе (в том числе человек), имеет скорость 240 км/с относительно центра галактики и 600 км/с относительно "общего фона" (600 км/с - скорость движения галактики в пространстве) можно ещё пофантазировать и добавить сюда скорость расширения вселенной
      Mezahir Haciyev
      14.02.2023
      -
      0
      +
      А в космонавтики с самого начала пользуются этим принципом. Ракеты стартуют не обратно,а по направлении вращения земли вокруг своей оси. И стартовая площадка чем ближе к экватору, тем больше ускорения за счёт вращения земли.
Скорость будет возрастать ровно до тех пор, пока не сравняется со скоростью исходящих их сопла газов
Zhe Sh
12.02.2023
-
0
+
Вопрос либо предельно элементарный, либо это ловушка)
1
2
Есть что спросить?

Вы можете получить ответ на вопрос по любой теме от экспертов нашей редакции, хорошо разбирающихся в этой теме.

Задать вопрос

Похожие вопросы

Несмотря на кажущуюся внешнюю простоту, поставленный вами вопрос совсем нетривиален. Течение песка не...Читать далее

Может проломить, не сомневайтесь. Плотность пыли — ну, примем очень примерно за 50 кг/м3 (строго говоря,...Читать далее

Это классическая задача из «Занимательной физики» Якова Перельмана — в ней как раз рассматривалось движение...Читать далее

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно