От одного из наших подписчиков мы недавно получили такой вопрос:
“Если в космосе вакуум, то от чего отталкиваются ракеты?
Похожие вопросы нам часто приходят, поэтому мы решили ответить на них более подробно в этой статье.
Третий закон Ньютона
Все знают, что Земля своей силой тяготения притягивает нас. Но для многих не очевидно, что и мы (люди) тоже притягиваем Землю. Причём силы эти равны по модулю, но противоположны по направлению. Это следствие третьего закона Ньютона и прежде, чем мы попытаемся ответить на вышеизложенный вопрос, нам нужно правильно понять третий закон Ньютона. Он звучит так:
“Силы взаимодействия двух материальных точек равны по величине, противоположно направлены, и действуют вдоль прямой, соединяющей эти материальные точки”
Но все, конечно, привыкли слышать такую, совсем простую формулировку этого же закона:
“Действия всегда есть равное и противоположное противодействию”.
Вот несколько примеров проявления третьего закона Ньютона. Автомобиль во время своего движения ускоряется, потому что дорога толкает колёса вперед в результате противодействия, возникающего, когда колёса толкают её назад. Вот почему когда автомобиль двигается по камням, то они улетают в противоположную сторону от движения автомобиля.
Как движется ракета в космосе?
Наверное, наиболее ярким примером проявления третьего закона Ньютона является движение ракеты. Иногда можно встретить заблуждение, будто ракета взлетает только из-за того, что она отталкивается от Земли с помощью струи сгорающего топлива, но на самом деле в вакууме отработанное топливо легче выбрасывается из сопла, поэтому там тяга реактивного двигателя даже больше. Но всё-таки, от чего тогда отталкивается ракета?
Представьте космическую ракету, летящую в космическом вакууме, выбрасывая при этом с огромным ускорением газ разогретый до температуры около 2800*С из сопла. Давайте разберемся, что при этом происходит.
Энергия, изначально существовавшая в виде внутренней энергии химического топлива, превращается в кинетическую энергию молекул газов, которые образуются при сгорании, а, значит, они приобретают некоторую скорость, причём довольно большую. Все эти газы выбрасываются ракетой в одном направлении и если мы умножим скорость этого газа на его массу, то получим импульс, а изменение импульса со временем приводит к возникновению силы. Если эту силу разделить на массу ракеты, получим ускорение, с которым ракета улетит в противоположную от газа сторону. Кстати, это движение называют реактивным.
Следовательно, таким образом, в космосе ракета, так сказать, отталкивается от горячего газа, который с ускорением вытекает из сопла ракеты в противоположную сторону.
Автор: Алексей Нимчук. Редакция: Фёдор Карасенко.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в телеграме и на youtube. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon.