Реактивная сила
Реактивная сила возникает, когда тело выбрасывает часть своей массы в одну сторону. По третьему закону Ньютона выбрасываемая масса действует на тело с силой в противоположную сторону, поэтому тело получает ускорение и движется без опоры на окружающую среду.
Возникновение реактивной силы объясняется законом сохранения импульса. Если до выброса суммарный импульс системы «тело + выбрасываемое вещество» был равен нулю, то после выброса импульс газа и тела равны по модулю и противоположны по направлению. Поэтому тело приобретает скорость даже в космическом пространстве, где нет воздуха.
Формула
Если скорость истечения постоянна, модуль реактивной силы можно вычислить по формуле:
Здесь \(u\) — скорость выбрасываемой массы относительно тела, а \(\frac{\Delta m}{\Delta t}\) — масса, выбрасываемая за единицу времени. Чем больше скорость истечения и расход топлива, тем больше реактивная сила. Направление силы противоположно направлению движения выбрасываемого вещества.
Ракета выбрасывает газы со скоростью \(2000\ \text{м/с}\) относительно себя с расходом \(5\ \text{кг/с}\). Тогда \(F_\text{р}=2000\cdot5=10000\ \text{Н}\). Сила действует на ракету в сторону, противоположную истечению газов.
Реактивная сила — это сила, а реактивное движение — результат действия этой силы: изменение скорости тела за счёт выброса массы. Реактивная сила не является отдельной новой силой природы, а проявлением взаимодействия тела с выбрасываемым веществом.
Куда направлена реактивная сила ракеты, если газы выбрасываются вертикально вниз?
Главное
- Реактивная сила возникает при выбросе массы и направлена противоположно истечению.
- При постоянных скорости истечения и расходе массы \(F_\text{р}=u\frac{\Delta m}{\Delta t}\).
- Реактивная сила объясняется сохранением импульса и позволяет двигаться без внешней опоры.