在太空中没有空气介质,飞船没有反作用力怎么飞呢?
太空中没有空气,但太空也是不干净的,里面填充着无数的粒子,飞船能够飞行主要是利用了粒子间的相互斥力。
粒子就是宇宙中的“空气”或者“海水”宇宙中的粒子很多,有质子、光子、中微子,以及各种带电的氦核、铁核等等,它们就像水或者空气一样把宇宙填满。
就说中微子吧,我们即使在地球内部,每一秒中也有1000亿个中微子穿过我们的指甲。
我们可以利用粒子的斥力来推动飞船移动。首先粒子是可以加速的,我们有粒子对撞机,粒子加速器,科技家们利用超导磁场就可以让粒子加速。
其次粒子之间存在引力与斥力,当两个粒子被挤压的太靠近时,就会相互排斥,我们可以通过加速粒子的方式让粒子进行挤压,然后再利用粒子之间的斥传递来推动飞船移动。
我们熟悉的霍尔推进器就就是利用磁场产生的电场将带电的离子加速成等离子射体,让离子去挤压其他的粒子,从而推动飞船移动,当前空间站使用的就是这种推进器。
至于化学燃料在燃烧时如何产生动力,我也没有完全弄明白,只能说三点,让大家去思考。第一、燃料会产生电子跃迁。
第二、高温会让粒子运动激烈
第三、每个粒子都是一个场,高温会让场发生振动。
无论在在大气中喷气飞机,还是在宇宙移动的火箭,都利用了高温、高压对粒子的影响产生动力,但这种动力到底是如何产生,我没有找到相关的资料。
不要以为喷气式飞机是完全利用空气动力飞行的,喷气飞机是利用了空升力对抗地球重力,而它在空中运动的主要推力还是来自化学燃料产生的高温高压与粒子之间的相互作用力。
太空中,飞船在不接近天体的时候,受到的引力比较小,所以他们它不需要空气升力来对抗引力,由此飞船仍然可以利用化学燃料燃烧产生的高温、高压与粒子的相互作用来移动。
在太空中没有空气介质,飞船没有反作用力怎么飞呢?
在太空中没有空气介质,飞船没有反作用力怎么飞呢?
这中间包含了两层信息:一是太空中没有空气,飞船的火箭火焰喷出去似乎碰不到物质,为什么还能飞?二是太空中没有空气介质,飞船在没有动力时为什么还会继续飞行?这是题主的问题中分解出来的两层意思,我们一个个解答:
这是《从地球出发》的短片剧照,地球轨道上的飞行器尾部的离子电推喷出耀眼的光芒,推动这飞行器极速前进,由于太空中并无空气,因此我们不能用螺旋桨这种依靠空气风扇的动力结构,必须使用向后快速抛射物质,飞行器获得前进的动力装置,现在太空中比较流行的动力装置几乎就是火箭....这就是牛顿第三定律,作用与反作用定律!我们迄今为止的动力大都是这种类型,螺旋桨结构是快速扇动空气,火箭是向后排气,太阳帆是光压.......
另一种则是飞船在宇宙空间中的惯性运动,由于宇宙空间没有阻力,飞船也已经由火箭加速到与各方引力平衡的状态,那么当火箭关闭后它将沿着当前的直线一直前进,直到其闯入某一个天体的捕获范围!这就是牛顿第一运动定律,又称惯性定律。常见的完整表述:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
这是与黄道面有极大倾角的一个小行星在太阳系内的轨道,原本的近似直线运动在受到太阳引力后拐了一个大弯,这就是受到了外力作用后小行星的运动方向改变了!
因此,题主的问题就可以圆满解决了,无论有无空气,只要向后丢弃物质就存在反作用力!会改变飞船的运动状态!在不丢弃物质即火箭发动机停机后飞船将一直保持这个运动状态直到其被一个大型天体俘获为止!
在太空中没有空气介质,飞船没有反作用力怎么飞呢?
这个问题有可以分成两个:一是,没有空气,飞船怎么不掉下来?二是,飞船怎么控制自己的“飞行”。对于第一个问题。我们都知道,飞机能飞是因为,机翼在空气中运动时,由于流体力学的一些效应产生了升力。那么在没有空气的太空里,飞船如何克服自身重力不“掉下来”?简单的说,是因为离心力。我们坐汽车是应该都感受过离心力。速度越高,转弯时感受到的离心力就越大。我们都知道,大部分的天体的运行轨道是个圆或着椭圆。通俗地说,月球也好,飞船也好,他们在不断地转弯,这一过程中产生的离心力让它们能维持在轨道上,不至于“掉下来”。
当然,对于飞船还有一种情况,就是它发动机的推力能对抗来自地球的引力。那么发动机的推力是怎么来的,月球和飞船为什么不会慢下来?下文中会有答案。对于第二个问题,简单地说,因为牛顿三大定律+动量守恒。
牛顿三大定律可以简单地概括成:
1. 物体要么静止不动,要么处于匀速直线运动。
2. 力是改变物体运动状态的原因。
3. 物体运动状态改变时,加速度与受到的力成正比。受力一定时,加速度与自身质量成反比。
所谓动量是物体的速度乘以物体质量。(注意,速度是有方向的。即向东160km/h不等于向北160km/h)对于若干个物体构成的系统,系统的总动量是保持一定的,即动量守恒。根据这个原理,如果你在太空中向前丢出了一个石头,你也会开始向后运动。
在太空中没有空气介质,飞船没有反作用力怎么飞呢?
宇宙飞船是利用反作用力飞行的,飞船携带的燃烧剂和氧化剂可以让发动机在没有氧气的太空中喷射出推进气流
目前人类真正能称得上“飞船”的只有上个世纪的土星五号,它用了近一周时间把三名宇航员和登月设备送到了月球轨道,并且在任务完成就成功将宇航员和月岩标本送回了地球,除了土星五号外其他航天器都是靠引力弹弓或者自身的初速飞行的,基本上都不具备加速与变轨能力。
但不论是探测器还是宇宙飞船,在进入到太空之后都能得到很高的速度,因为太空是没有阻力的,探测器和宇宙飞船不需要加速就能长时间保持告诉飞行状态,旅行者一号本身就没有任何动力,全靠进入太空时的初速与历次引力弹弓的加持获得了17km/s的飞行速度,迄今已经飞了42年了。
作用力与反作用力在没有空气的情况下也能存在,在《火星救援》的最后,男主角割开了自己的宇航服,利用漏出来的气体产生的反作用力在太空中运动,最终成功获救。
在没有阻力的宇宙空间中,物体会保持匀速直线运动状态或者保持静止,真正的宇宙飞船发动机是不需要一直开启的,只有在进行机动或者加速时才会工作,宇宙飞船大部分时间都是靠惯性飞行的。
在没有空气的宇宙空间中,飞船发动机产生的高温高速气体反过来会推动飞船本身,这就是作用力与反作用力在太空中没有空气介质,飞船没有反作用力怎么飞呢?
1.反作用力无处不在,有作用力同时就有反作用力。
2.飞船在太空飞行,只要获得足够的速度,无需提供动力就能依靠惯性飞行,最好的例子就是东方红一号卫星,携带的电池(其实是给卫星的探测仪器供电,并不是维持卫星飞行的)能量早已消耗干净,但卫星依然在围绕地球飞行。
3.飞船加速或调整姿态时,需要携带的燃料燃烧推动飞船,但利用的不是外部空气的反作用力,而是燃料燃烧产生的高温高压的燃气对飞船的推力,即使在大气层中也是如此。大家如放过起火(称为火箭的鼻祖),应该明白,起火药筒周围和前部密封,只有后部有喷气口,火药在药筒中燃烧,产生的高温高压的燃气,急剧膨胀,燃气对周围筒壁的压力平衡,不改变药筒的运动状态,后部不受阻挡,直接喷出,前部密封阻挡燃气的膨胀,燃气就会对前部产生压力,这样药筒在前后方向上就受到一个向前(喷口的反方向)的推力,推动起火向前飞行。
火箭也是这样,燃料燃烧产生的高温高压的燃气会对飞船产生一个与喷口反方向的推力,通过改变喷口的方向就可改变推力的方向,使飞船或加速或改变飞行方向。
在太空中没有空气介质,飞船没有反作用力怎么飞呢?
飞船又不是靠螺旋桨上天的,它在太空中航行和有没有空气介质没有关系。只要飞船能不断的尾部喷火,就能表现出反冲运动,遵循动量守恒。
其实这个题目体现出的疑问,小编以前也犯过,中学时学作用力和反作用力那一章,记得很清楚,书上举的例子是一个人在湖面划船,浆推水,反过来水又推浆,于是小船前行了。然后我就联想到火箭飞行,认为火箭尾部的火焰推空气,然后空气就把火箭托上天了。(我记得很清楚,当时老师没介绍火箭是反冲运动,教材上也没提,也是学的囫囵吞枣的)
动量就是质量和速度的乘积(矢量),一个系统,它的动量时时刻刻是守恒的。于是当飞船向后喷出流体火焰(有质量)时,飞船主体就需要向前加速以保证动量守恒。
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