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生活中應用反沖原理的東西

生活 更新时间:2024-07-26 00:29:20

豆豆:“麥杆哥說:‘火箭離地時,向下噴出的高能量氣體,給地面施加一個力,然後地面給火箭一個反作用力,火箭升空,而火箭在大氣屋中飛行時,尾焰給大氣一個作用力,而大氣給火箭一個反作用力,火箭繼續飛行’,這說法好像沒問題,但是,細細一想,好像哪裡不對不對的。”

“他說得沒錯!”堂哥:“沒有問題啊!”

豆豆:“可是,火箭有時是會沖出大氣層的,這時,沒有空氣,誰給它反作用力呢?還有,人造衛星在大氣層外點火變軌時,誰給它反作用力?”

“哎,還真是!”堂哥:“火箭沖出大氣層後,依靠的是慣性。物體具有保持原運動狀态的性質,具有保持靜止或勻速運動的性質,叫做‘慣性’,慣性不受物體本身質量的影響。理論上,如果不受其它或外來力的影響,物體将永遠保持原運動狀态,要麼永遠靜止,要麼永運勻速運動。舉個例子吧,天花闆上挂着的燈,同時受到地心引力和電燈線的拉力,兩力相等,方向相反,所以它不會掉下來,如果電燈線不牢斷了,地心引力作用,會讓燈掉下來;如果吊着燈的線,假如不是電線,而是受力能被拉申的某種塑料線,那麼地心引力,會逐漸讓燈越來越離地面近,因為吊着燈的線被逐漸拉申了,地心引力大于拉力。但是,理論上,假設,燈線的拉力和地心引力突然同時消失,燈也不會掉下來,當然也不會往上升,如果也沒有風吹等來自其它方向的作用于燈的力,燈會在原地保持靜止不動。”

豆豆:“這是牛頓第一定律。理論上,原本運動的物體,如果突然所有作用于這個運動物體的力,同時消失,這個物體會做勻速運動,并一直保持均速運動。但是,但是哥哥,牛頓第一運動定律,也似呼不能完全解釋沖出大氣層的火箭的運動原理,因為萬有引力仍然有作用哎!萬有引力消失了嗎?衆所周知,地心引力能作用于距離地球三十八萬公裡外月球,甚至更遠更遠的天體,那麼,地心引力,對沖出大氣層的火箭,不可能沒有作用吧?” “呃?啊!哦!”堂哥:“哦!哎,有道理!為什麼呢?”

爺爺:“反沖力的原因。”

“對!對!對!”堂哥:“反沖力!”

豆豆:“啥是反沖力?”

爺爺:“一個系統發生分離時,其中一部分被抛了出去,而系統的另一部分,會向相反的方向進行運動。”

豆豆:“系統?”

爺爺:“這麼給你解釋吧,如果我們把一節沒有動力裝置的車廂和車内的乘客看做一個系統,如果想讓車廂走,如果車内的乖客采取的方法是用力踢打車廂内壁,那麼,無論他們如何踢打,車廂一定不會走(最多隻會搖晃),車廂肯定走不了,為什麼呢?因為系統内各部分之間的相互作用力,不能改變整個系統的運動狀态哎。這就像一個人,無論力氣有多大,但他怎麼用手向上提自已的衣領,也不能把自己提起來,因為這個人本身就是一個系統,系統内各部分之問的相互作用力,不可能改變整個系統的運動狀态,因為系統内各部分之間的相互作用力,是一種内力,内力不能改變整個系統的運動狀态,但是呢,如果換另一個人來提他的衣領,隻要力氣夠,就能把這個人提起來,因為這是來自系統之外的力,也就是外力。我們回到開始的例子,如果想讓車廂走,我們必須讓車廂這個系統獲得外力,怎麼辦呢?用火車頭拉,那怕就是馬拉人推,隻要力量足夠,車廂就能走,因為系統之外的力起了作用。” “對!”堂哥:“如果,要讓一個系統的整體運動狀态發生改變,并且得依靠系統内各部分之間的相互作用力,隻有一種情況能夠實現。什麼情況呢?就是系統發生分離,向外抛出系統的一部分,而另一部分,會往反方向運動,既便沒有抛出一部分,也得有足夠的物理趨勢,這就是反沖力的基本原理(滿足于動量守恒,初動量等于未動量)。火箭啧出尾焰時箭體向反方向運動、啧氣式飛機向後啧氣使機體前飛,等等類似的,都與反沖力有關。我小時侯,想讓小三輪車往前走,但小三輪沒鍊條斷了,怎麼辦?隻有雙手抓緊手把,然後使讓身子盡量相對快速往後運動,小車就會有所前進,也與反沖力有關(小孩吳模仿,有點危險系數),這種情況,人并沒有離開車,屁股也沒有離開車座,系統沒有完全分離,但向後運動的身體上半部分,形成了反沖力能夠形成的物理趨勢。”“小豆兒,你來舉幾個例子看看?”

“好的!” 豆豆:“槍炮的後座力、吹飽的氣球突然放開嘴會急速飛出去,是不是反沖力的原因呢?”

“是的!”爺爺:“對!”

“哎!”豆豆:“人造衛星變軌時,點火加連,或者向前啧火刹車,不就利用了反沖力?” “是的!”堂哥:“衛星自帶的小發動機點火噴氣,滿足了系統分離,系統的一部分——氣體,離開系統,而系統的另一部分——星體,進行反方向運動,滿足了産生反沖力的條件。”

……

生活中應用反沖原理的東西(科普微故事反沖)1

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