Формулировка первого закона Ньютона, взятая из учебника Савельева “Курс общей физики” следующая:
Всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейное движения, пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояния.
Аналогичную формулировку этого закона можно встретить в учебнике Ландсберга Г.С. “Элементарный учебник физики”.
Но прежде, чем говорить об реактивном движении, давайте еще вспомним определение инерциальных систем, которое дал сам сэр Исаак Ньютон:
Две системы отчета являются инерциальными относительно друг другу, если они относительно друг друга либо покоятся, либо двигаются прямолинейно и равномерно.
Для начала рассмотрим реактивное движение, которое я начал рассматривать в статье “Реактивное движение” Там было выведено, что сила тяги при реактивном движении равна расходу массы за единицу времени (секунду) - r₀ умноженного на скорость истечения частиц массы (отработанного топлива) из сопла ракеты - v₀.
Фактически эта сила исходит не от другого тела, а от самой ракеты. Правда в учебнике Ландсберга говориться, что эта сила порождена истекающими отработанными газами из сопла ракеты, но это спорно, так как сами истекающие из ракеты газы, порождены самой ракетой.
Судя по вышеприведенной формуливкой первого закона Ньютона, ракета двигается по отношению к Земли инерционно. Но из определения инерциальных систем отсчета, ракета должна тогда покоится или двигаться равномерно относительно Земли.
Но из дифференциального уравнения (смотри статью “Реактивное движение
”):
Так как дифференциал или производная от скорости по времени есть ускорение, то данное дифференциального является математической записью второго закона Ньютона для реактивного движения.
Из него видно, что ракета может покоится только если расход массы или скорость истечения частиц будут равны нулю. Но исходя из физического смысла либо эти оба параметра должны равняться нулю, либо оба параметра не равны нулю. Если какой-то из этих параметров будет равен нулю, а другой не будет равен нулю, то это не будет иметь реального смысла.
Следовательно, ракета при реактивном движении всегда будет двигаться с ускорением, если, конечно, нет внешней силы, которая уровняла бы силу тяги ракеты.
Тогда что же движется инерционно относительно Земли? Движется инерционно центр массы системы Ракеты и отработанных газов. Конечно, при движении ракеты центр массы данной системы удаляется от ракеты. Но если взять малый промежуток времени dt стремиться к нулю, то расстояние между центра массы системы ракеты и отработанных газов стремиться к нулю. А это значит, что для малых промежутках времени системы, одна из которых связана с ракетой, а другая с Землей можно считать взаимно инерциальными если мы будем для каждого промежутка времени совмещать начало системы отсчета с центром массы ракеты. Поэтому движение ракеты формально можно считать инерциальным, хотя в реальности оно таким не является.
На этом на сегодня все.