Mekanikteki herhangi bir problem Newton yasalarını kullanarak çözülebilir. Ancak birçok durumda momentumun korunumu yasasının uygulanması çözümü büyük ölçüde basitleştirir. Momentumun korunumu yasası, jet itişinin incelenmesi için büyük önem taşımaktadır.
Ne tür bir harekete reaktif denir?
Jet hareketi, bir cismin bir kısmı vücuda göre belirli bir hızda ayrıldığında, örneğin yanma ürünleri bir jet uçağının nozulundan dışarı aktığında meydana gelen bir cismin hareketi olarak anlaşılır. Bu durumda, vücuda ivme kazandıran sözde reaktif kuvvet ortaya çıkar.
Jet hareketini gözlemlemek çok basittir. Çocuğun lastik topunu şişirin ve bırakın. Top hızla yukarı doğru yükselecektir (Şekil 5.4). Ancak hareket kısa ömürlü olacak. Reaktif kuvvet yalnızca hava çıkışı devam ettiği sürece etki eder.
Reaktif kuvvetin temel özelliği dış cisimlerle herhangi bir etkileşime girmeden oluşmasıdır. Roket ile onun içinden çıkan Pirinç arasında sadece bir etkileşim vardır. Yerdeki bir arabaya veya yayaya, sudaki bir buharlı gemiye veya havadaki pervaneli bir uçağa ivme kazandıran kuvvet, ancak etkileşim sonucu ortaya çıkar. bu cisimlerin toprakla, suyla veya havayla.
Yakıt yanma ürünleri, yanma odasındaki basınç nedeniyle dışarı aktığında, rokete göre belirli bir hız ve dolayısıyla belirli bir momentum kazanırlar. Bu nedenle, momentumun korunumu yasasına uygun olarak, roketin kendisi aynı büyüklükte ancak ters yönde yönlendirilmiş bir itici güç alır.
Roketin kütlesi zamanla azalır. Uçuş halindeki bir roket değişken kütleli bir cisimdir. Hareketini hesaplamak için momentumun korunumu yasasını uygulamak uygundur.
Meshchersky denklemi
Roketin hareket denklemini çıkaralım ve reaktif kuvvet için bir ifade bulalım. Roketten dışarı akan gazların rokete göre hızının sabit ve ve'ye eşit olduğunu varsayacağız. Dış kuvvetler rokete etki etmez: yıldızlardan ve gezegenlerden uzakta, uzaydadır.
Zamanın bir noktasında roketin yıldızlarla ilişkili eylemsizlik sistemine göre hızının v'ye eşit olmasına izin verin.
A)
B)
Pirinç. 5.5
(Şekil 5.5, a) ve roketin kütlesi M'dir. Kısa bir At zaman aralığından sonra roketin kütlesi eşit hale gelecektir.
benim = M -
c yakıt tüketimidir.
Aynı süre içerisinde roketin hızı Av kadar değişecek ve onlara = v + Av eşit olacaktır. Seçilen eylemsiz referans çerçevesine göre gaz çıkışının hızı v + th'ye eşittir (Şekil 5.5, b), çünkü yanma başlamadan önce yakıt roketle aynı hıza sahipti.
Roket gazı sistemi için momentumun korunumu yasasını yazalım:
Mv = (M-)