Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Если объект движется в вакууме, то будет ли возрастать его скорость при каждом включении реактивной тяги относительно скорости движения до включения?
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.
Вы можете получить ответ на вопрос по любой теме от экспертов нашей редакции, хорошо разбирающихся в этой теме.
Задать вопросПохожие вопросы
Специальная теория относительности (СТО) утверждает, что движущиеся часы отстают от неподвижных, и не...Читать далее
Сначала краткий ответ: это можно сделать с помощью своего роста (вот вам длина), частоты пульса (вот...Читать далее
Краткий ответ: Наверняка мы знаем ответ только в отношении Луны — там уже на глубине 130 сантиметров...Читать далее
Несмотря на кажущуюся внешнюю простоту, поставленный вами вопрос совсем нетривиален. Течение песка не...Читать далее
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно