Bet kokia mechanikos problema gali būti išspręsta naudojant Niutono dėsnius. Tačiau impulso išsaugojimo dėsnio taikymas daugeliu atvejų labai supaprastina sprendimą. Impulso išsaugojimo dėsnis turi didelę reikšmę tiriant reaktyvinį varymą.
Koks judėjimas vadinamas reaktyviuoju?
Reaktyvinis judėjimas suprantamas kaip kūno judėjimas, atsirandantis, kai kuri nors jo dalis atsiskiria tam tikru greičiu kūno atžvilgiu, pavyzdžiui, degimo produktams ištekėjus iš reaktyvinio lėktuvo antgalio. Tokiu atveju atsiranda vadinamoji reaktyvioji jėga, suteikianti kūnui pagreitį.
Stebėti srovės judesį labai paprasta. Pripūskite vaiko guminį rutulį ir atleiskite. Kamuolys greitai kils aukštyn (5.4 pav.). Tačiau judėjimas bus trumpalaikis. Reaktyvioji jėga veikia tik tol, kol tęsiasi oro nutekėjimas.
Pagrindinis reaktyviosios jėgos bruožas yra tai, kad ji atsiranda be jokios sąveikos su išoriniais kūnais. Yra tik sąveika tarp raketos ir iš jos ištekančio Ryžių.Jėga, suteikianti pagreitį automobiliui ar pėsčiajam ant žemės, garlaiviui ant vandens ar propeleriniam lėktuvui ore, atsiranda tik dėl sąveikos. šių kūnų su žeme, vandeniu arba oru.
Kai kuro degimo produktai išteka, dėl slėgio degimo kameroje jie įgauna tam tikrą greitį raketos atžvilgiu, taigi ir tam tikrą impulsą. Todėl pagal impulso išsaugojimo dėsnį pati raketa gauna tokio pat dydžio impulsą, bet nukreiptą priešinga kryptimi.
Laikui bėgant raketos masė mažėja. Skrendanti raketa yra kintamos masės kūnas. Norint apskaičiuoti jo judėjimą, patogu taikyti impulso tvermės dėsnį.
Meščerskio lygtis
Išveskime raketos judėjimo lygtį ir raskime reaktyviosios jėgos išraišką. Darysime prielaidą, kad iš raketos ištekančių dujų greitis raketos atžvilgiu yra pastovus ir lygus ir. Išorinės jėgos raketos neveikia: ji yra kosmose toli nuo žvaigždžių ir planetų.
Tegul raketos greitis tam tikru laiko momentu, palyginti su inercine sistema, susijusia su žvaigždėmis, yra lygus v
A)
b)
Ryžiai. 5.5
(5.5 pav., a), o raketos masė M. Po trumpo laiko intervalo At raketos masė taps lygi
mano = M -
kur c yra degalų sąnaudos.
Per tą patį laikotarpį raketos greitis pasikeis Av ir taps lygus jiems = v + Av. Dujų ištekėjimo greitis pasirinktos inercinės atskaitos sistemos atžvilgiu yra lygus v + th (5.5 pav., b), kadangi iki degimo pradžios kuras turėjo tokį patį greitį kaip ir raketa.
Užrašykime raketų-dujų sistemos impulso išsaugojimo dėsnį:
Mv = (M- )