74806

Закон сохранения импульса. Принцип реактивного движения. Уравнения Мещерского и Циолковского

Доклад

Физика

Таким образом, уравнение движения тела переменной массы имеет следующий вид: (2.13) Уравнение (2.13) называется уравнением И.В. Мещерского. Применим уравнение (2.12) к движению ракеты, на которую не действуют никакие внешние силы.

Русский

2015-01-05

65.5 KB

0 чел.

6. Закон сохранения импульса. Принцип реактивного движения. Уравнения Мещерского и Циолковского.

Рассмотрим механическую систему, состоящую из n тел, масса и скорость которых соответственно равны m1, m2 .....,mn и v1,v2, .....vт. Пусть F - равнодействующая всех приложенных к данному телу внутренних сил, а F - равнодействующая приложенных к данному телу внешних сил. Запишем второй закон Ньютона для каждого из n тел механической системы:d/dt (m1v1) = F1 + F1, d/dt (m2v2) = F2 + F2 ,d/dt (mnvn) = Fn + Fn Cкладывая эти уравнения получим d/dt(m1v1 + m2v2 + ......+mnvn)= F1 + F2 + F2+ F1 +......... Fn+ Fn Но так как геометрическая сумма внутренних сил механической системы по третьему закону Ньютона равна нулю, то d/dt (m1v1+m2v2 +......+mnvn) = F1 + F2 +.......+Fn или dp/dt = F1 + F2 +.......+Fn Таким образом, производная по времени от количества движения механической системы равна геометрической сумме внешних сил, действующих на систему.Рассматривая замкнутую систему, можем записать

F1 + F2 +.......+Fn = 0 .Таким образом, dp/dt = d/dt(m1v1 + m2v2 + ......+mnvn)=0, или dp/dt =  d/dt (mivi)=0, т.е. p =  mivi =const.Это выражение является законом сохранения количества движения: количество движения замкнутой системы сохраняется, т.е.не изменяется с течением времени. Этот закон является фундаментальным законом природы.

Получим уравнение движения тела переменной массы Пусть в момент времени t масса ракеты m, а ее скорость ; тогда по истечении времени dt ее масса уменьшится на dm и станет равной mdm, а скорость увеличится до величины  Изменение импульса системы за время dt будет равно:где  - скорость истечения газов относительно ракеты. Раскрывая скобки в этом выражении, получим:

Если на систему действуют внешние силы, то  т.е.  или  Тогда  или (2.12)где член  называют реактивной силой . Если вектор  противоположен , то ракета ускоряется, а если совпадает с , то тормозится.

Таким образом, уравнение движения тела переменной массы имеет следующий вид: (2.13)Уравнение (2.13) называется уравнением И.В. Мещерского.Применим уравнение (2.12) к движению ракеты, на которую не действуют никакие внешние силы. Тогда, полагая  и считая, что ракета движется прямолинейно (скорость истечения газов постоянна), получим:откудаили

где С – постоянная интегрирования, определяемая из начальных условий. Если в начальный момент времени , а стартовая масса ракеты составляет m0, то .

Следовательно,----- формулой К.Э. Циолковского. Из выражения следуют следующие практические выводы:а)чем больше конечная масса ракеты m, тем больше должна быть стартовая масса m0;б) чем больше скорость истечения газов u, тем больше может быть конечная масса при данной стартовой массе ракеты.Уравнения Мещерского и Циолковского справедливы для случаев, когда скорости  и намного меньше скорости света с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

54232. Десятичная дробь. Чтение и запись десятичной дроби 194 KB
  Тип урока: урок усвоения знаний и умений Цели урока: повторить учебный материал по теме: Обыкновенные дроби сформировать у учащихся понятие о десятичной дроби; сформировать умение...
54233. Додавання та віднімання десяткових дробів 84.5 KB
  Мета: розвивати валеологічні та інформаційні компетентності, соціально-комунікативні навички учнів; сприяти створенню довірливих стосунків між школярами; створювати в колективі атмосферу доброзичливості; удосконалювати вміння та навички у розвязанні вправ за даною темою; розвивати техніку усного рахування, культуру математичної мови.
54234. Береги здоровье смолоду 37 KB
  Решение задач Задача 1. Какой процент человечества доживает до 80 лет и более Задача 2. Сколько должен жить человек по законам животного мираесли считатьчто он становится взрослым к 16 годам Задача 3. Задача 4.
54235. Додавання і віднімання дробових чисел. Підготовка до контрольної роботи 115 KB
  Мета. Узагальнити та систематизувати знання та уміння учнів із теми «Додавання і віднімання дробових чисел». Розвивати пам’ять, самостійність, мислення, увагу. Виховувати інтерес до предмету, культуру мови та письма. Формувати соціальну, здоров’єзберігаючу, комунікативну компетентності.
54236. Рівняння. Основні властивості рівняння 80 KB
  Мета: Повторити вивчений матеріал про рівняння його корені та способи розвязування; Вивести основні властивості рівняння на основі вивченого матеріалу; Закріпити набуті знання розвязуванням різнотипних рівнянь; Очікувані результати: Вивчити основні властивості рівняння; За допомогою основних властивостей рівняння навчитися їх розвязувати.
54237. Разработка стратегии лидерства по издержкам для усиления конкурентного преимущества компании ЗАО «ПО «Спеццистерны» при ограниченной конкуренции рынка перевозок в России 5.3 MB
  Основным видом деятельности ОАО «СИБУР Холдинг» является осуществление операционной деятельностью в качестве управляющей компании нефтехимического комплекса и поставке сырья на производственные предприятия на условиях процессинга. ОАО «СИБУР Холдинг» является собственником сырья и готовой продукции...
54238. Випадкові, неймовірні і достовірні події 103 KB
  Чи сподівались ви що сьогодняшній урок почнеться саме так Відповіді дітей Подія яка відбулась зараз була для вас неочікуваною Відповіді дітей У житті з нами відбуваються різін події: приємні і неприємні очікувані і неочікувані випадкові. Розглянемо приклад: Чи буде завтра іти сніг Відповіді дітей Тобто подія може відбутися а може і ні Випадкова подія це подія що при одних і тих же умовах може відбутися а може й не відбутися. Ще один...
54239. Раціональні числа 901 KB
  З двох від’ємних чисел більше те яке ближче до нуля або те яке стоїть правіше 4. Сумою двох від’ємних чисел є число від’ємне 5. Добуток двох обернених чисел дорівнює одиниці 6. Добуток двох чисел з різними знаками є число від’ємне 8.
54240. Повторення. Розвязування завдань на додавання і віднімання раціональних чисел 493.5 KB
  Налаштування дітей на роботу Мотивація навчальної діяльності 1 хвилина Учитель. Учні виставляють оцінки один одному у зошит олівцем зазначаючи вартість кожного завдання Учитель Наскільки ж добре ви підготовані до подорожі Давайте з вами зорієнтуємось у цьому разом. Відповідно до того у який колір буде пофарбовано клас учитель робить певні висновки і переходить до актуалізації опорних знань та навичок. Актуалізація опорних знань та навичок учнів 8 хвилин Учитель Скажіть мені будь ласка які ключові поняття математики...