火箭在沒有空氣的太空裡前進靠的是什麼
更新于:2025-03-26 08:09:51

火箭能夠把宇宙飛船送入繞地軌道,也可以把衛星和各種探測器送進宇宙空間。一說起火箭,我們就會聯想到太空飛行。

我們都做過這樣的遊戲:先向氣球里吹氣,再紮緊開口,然後鬆手,氣球就一邊撒氣一邊向著相反的方向衝出去。

再舉一個簡單的火箭的例子。假如光滑的軌道上有一輛小車,小車的尾部裝有一架機槍。機槍每射出一枚子彈,小車就向前移動一點。隨著子彈一枚枚地射出,小車的速度越來越快。可以想像,機槍每向後發射一枚子彈,小車就受到一次向前的推力,這個力就是子彈對小車的反作用力,這也是火箭前進的動力。

為了把宇宙飛船送入太空,火箭的發動機必須有強勁的動力:工程師設計發動機必須基於特定的原理,第一個詳細描述這種特定原理的人是英國17世紀末的偉大的科學家艾薩克·牛頓。牛頓定律是描述萬有引力和物體運動的定律,他的第二定律和第三定律的內容比較具體地描述了物體受力與運動的關係,從中我們可以得知火箭是如何在太空里前進的。

牛頓第二定律指出,運動中的物體的力取決於其品質和其加速度。所以,想要獲得馬力十足的火箭,就必須保證它每秒鐘都噴射出很多高速運動的物質。

牛頓第三定律是說,兩個物體之間只要存在力的作用,那麼作用力和反作用力則必然成對出現,而且大小相等,方向相反。在火箭的例子中,火箭對噴射物的作用力使噴射物被高速噴出,噴射物同時會給火箭一個相反的力,推動火箭向前運動。

運載宇宙飛船的火箭將燃料燃燒生成的氣體向後推出獲得向前的動力。其實,無論向後推出的是什麼東西,固體顆粒,液體,甚至是原子或是質子、中子、電子,都能夠獲得向前的動力。

有人可能會認為火箭是靠噴出的氣體推動了周圍環境中的氣體才獲得反沖力的,但其實是噴出的氣體本身使火箭具有如此強大的力量。事實上,由於太空中沒有空氣,火箭在向前運動時不必克服空氣阻力,所以它比在有空氣的環境里更容易前進。而且,火箭表面與周圍環境之間的摩擦為零,這就是說火箭在啟動后不會有任何阻力使它減速。另外,太空中的宇宙飛船不受重力作用,沒有重量,所以即使是一個很小的推力也能夠讓飛船獲得很大的速度。

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2025-03-26 11:27:08