projekt 5
Baron. Vállalom, hogy hozzon létre egy műholdat pályára a Föld sebességgel 30 kilométer másodpercenként! És miközben súlytalan a jármű nem lesz!
Professzor. De ha a sebessége nagyobb, mint a második helyet, a műholdas el kell hagynia a Földet örökre!
Mérnök. Ha a gépkocsi motorja jár, akkor miért sebesség nem nő?
Üzletember. És mennyi ideig volt elég üzemanyag?
Az első kozmikus sebesség
Olvasó: Nem hiszem. A végén minden, ami esik, esik.
Olvasó: műholdak? De forog a Föld körül, és ne dobja el!
Reader: Akkor nem értem, hogy a társak sikerül maradni a pályán.
A műholdas, ahelyett, hogy a szálfeszítő erő hat gravitációs (ábra. 5.2).
Annak érdekében, hogy tisztább, tartjuk ezt a gondolat kísérlet. Mi mászni a magas torony - a magassága egy száz kilométer reklámok (ebben a magasságban a légellenállás erő szinte hiányzik) - és köveket a toronyból, ábrán látható. 5.3. A nagyobb sebesség dobjuk egy kő, annál távolabb fog esni a torony aljában. Végül, adott sebességgel, nem esik a földre, és gyere vissza hozzánk a szemközti oldalon.
Itt óvatosság szükséges: tekintettel arra, hogy a sebesség a kavicsos kell lennie 10-szer több tüzérségi lövedék sebességét, következményei lehetnek. tudja. És a sebesség a kavicsot csak az úgynevezett első helyet. Azt állítjuk, ezt világosan.
Az első kozmikus sebességgel az úgynevezett sebesség, amit meg kell adni, hogy a test, úgy, hogy ez lett a műholdas és a Föld mozog egy kör alakú pályán keringenek kicsi a sugara a Föld magasságát.
Nézzük egyszer, és kiszámítja az első kozmikus sebesség XI. Mivel a szervezet alacsony magasságon óra 2. Az egyetlen erő hat mozgó test egy kör alakú pályára a Föld körül - a gravitációs erő. Ez volt ő, aki beszámolt a test centripetális gyorsulása ahol R - Föld sugara.
Szerint a Newton második törvénye:
Behelyettesítve számértékek (R = 6,400 · 10 6 m, g = 9,8 m / s 2), kapjuk:
Ne feledjük: az első helyet skorosthI = 7,9 km / s.
Megjegyezzük, hogy az (5.1) tudjuk számítani a sebességet az első helyet nem csak a Föld, hanem minden más bolygó.
Olvasó: És ha a kavicsos látható. 5.3 tájékoztatni az arány x> 7,9 km / s?
Az ötlet a nagy sebességű műholdas
Most azt az elképzelést, báró. A sebesség, amellyel társa körül forog a Föld - 30 km / c - lényegesen magasabb, mint az első kozmikus sebességgel, ami, mint te és én találtam ki, csak 7.9 km / c! De műholdas Baron, amint az az ábrán látható a plakáton, van egy motor. amely bocsát egy jet stream az irányt a központtól, a pályára! Ez a motor generál extra teljesítmény, amely most együtt a gravitációs erő szerint a műholdas centripetális gyorsulás. Más szóval, a centripetális erő nőtt az összeg sugárhajtómű tolóerő, és ezért nőtt, és a centripetális gyorsulás. Most, Newton második törvénye a műhold lesz:
ahol f - reakció erő, x - sebesség a műholdas, R - a sugara a pályára, m - tömege a műhold, és g - a szabadesés gyorsulása (5.5 ábra.).
Tól (5.2) egyértelmű, hogy a reakcióidőt megnövelve F erő. tudjuk forgási sebesség növelése a műhold. Elméletileg semmi akadálya számunkra, hogy a meddő teljesítmény tetszőlegesen nagy, és így a sebessége a műhold elvileg korlátlan növekedés akár a fénysebesség. Problémák kezdődik, ahol megyünk az elmélettől a gyakorlatig.
Először is, hogy válaszoljon a kifogások professzor. Attól félt, hogy a sebesség a műhold meghaladja nem csak az első, hanem a második helyet, a Hold a Földtől végtelen távolságot. A professzor csak elfelejtette, hogy ez csak akkor igaz, egy égitest - azaz a műhold, amelynek nincs motor. A jelenléte a motor még mindig alapvetően megváltoztatja. Amikor a motor tud repülni a Föld minden. még egy nagyon kis fordulatszámon (ha nem sajnálod az üzemanyag), de nem tud repülni tőle. mozog nagyon gyorsan!
Tehát nem fogadja el a kifogást professzorok.
Mi most úgy a kifogás Engineer: Miért nem növeli a sebességet, amikor a motor jár? Azaz, miért nem növeli a sebességet. ha a műhold erő hat?
Ezután megfelelő ellenintézkedések kérdést: miért nem növeli a sebességet a műhold, ami mozog a föld körül egy kör alakú pályára orbitális sebességgel (lásd 5.2.).? Ez is a gravitációs erő hat,. Miért nem növeli a sebességet a labdát, hogy mi szétcsavar egy kötél (lásd. Ábra. 5.1)? Ez is működik a szálfeszítő erő!
Az a tény, hogy ezek az erők vannak irányítva irányára merőlegesen a sebesség, így nem mechanikai munka végzése: közötti szög minden egyes ilyen erők a vektorral a kis elmozdulás egyenlő 90 °, így a munka az összes ezeket az erőket egyenlő: A = F · Δs · cos90 ° = 0. és az összes ezek az erők „összekapcsolt” nem növekedése a nagysága a test sebessége és iránya a sebességváltozás.
Felmerül a kérdés: Mi tehát az, hogy a kiégett fűtőelemek energiát, mert azt sem tűnik el? Sajnos, ez elég pazarló töltött -, hogy növeljék a belső energia az égéstermékek.
A legkellemetlenebb kérdés Baron kérték az üzletember: „Mennyi üzemanyagot van szükség?”
Ne csalódást báró nagyon sok, akkor jobb, ha nem is számít, tehát ne sérüljön. A motor teljes kapacitással működik egész idő alatt, és még mindig van, hogy adja ki a tüzelőanyag-pályára! Azonban Baron szólt semmit a motor kialakítása. Talán már megtanulta, hogy dolgozzon energia „a fizikai vákuum”, mint néhány modern találmány? Ezután egy másik dolog!
Ez jobb, hogy egy másik értékelést. Számoljuk mit tapasztal túlterhelés Baron ha ő benne a saját műholdas. Vagyis, mi számítani, hányszor súlya a báró a műhold nagyobb lesz, mint a súlyát a világban.
Megjegyezzük, hogy a társ Baron súlytalanság nem -, hogy ez egy jó dolog, ha a súly nem túl nagy, és túl rossz, ha a tömeg túl nagy lesz!
Nos, nézzük mi Baron tömege 100 kg, és mozog egy műhold pályára sugara 6400 km, vagyis a Föld körüli pályán. Ezután, a gravitációs gyorsulás értéke egyenlő a G = 9,8 m / s 2 (ábra. 5.6). műholdas sebesség v = 30 km / s.
Baron két erő: az erő reakció részéről a padló és a gravitációs erő. Írunk Newton második törvénye a vetülete a szokásos irányban:
Egyértelmű, hogy Newton harmadik pontosan ugyanolyan méretű erő Baron majd nyomja meg a padlón:
Ugyanakkor a világon Baron tömeg tömegű 100 kg, egyenlő 100 kgf. Így Baron súlya a műholdas növekszik 13-szer!
A történelem űrhajózás olyan esetek, amikor néhány másodperc az űrhajósok ellenállni az ilyen túlterhelés és életben maradni. De a báró ember rendkívüli fizikai erő, így lehet állni néhány percig a repülés. Bár, őszintén szólva, ez legalább lassú jobb, akár 20 kilométeres másodpercenkénti: ambíció ambiciózus, de az élet még mindig drágább!
Következő: Project 6. A fordított felhőkarcoló