要想在空中持续的飞行,同学们相到了什么?想到火箭对不对?火箭就是能够一直向上向前飞行,那么火箭和人在空中有什么不同吗?
火箭通过燃料燃烧,产生气体反冲推力,才能够不断飞行。这就涉及到了动量守恒定理。
系统在内力作用下,当一部分向某一方向的动量发生变化时,剩余部分沿相反方向的动量发生同样大小变化的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.若系统由两部分组成,且相互作用前总动量为零。一般为物体分离则有
, M是火箭箭体质量,m是燃气改变量。
根据动量守恒定律,火箭原来的动量为零,喷气后火箭与燃气的总动量仍然应该是零,即mΔv+Δmu=0 解出Δv= -Δmμ/m(1)
(1)式表明,火箭喷出的燃气的速度越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大,火箭获得的速度越大。现代火箭喷气的速度在2000~4000 m/s,近期内难以大幅度提高,因此要在减轻火箭本身质量上面下功夫。
火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比叫做火箭的质量比,这个参数一般小于10,否则火箭结构的强度就成了问题。但是,这样的火箭还是达不到发射人造地球卫星的7.9 km/s的速度。
为了解决这个问题,苏联科学家齐奥尔科夫斯基提出了多级火箭的概念。把火箭一级一级地接在一起,第一级燃料用完之后就把箭体抛弃,减轻负担,然后第二级开始工作,这样一级一级地连起来,理论上火箭的速度可以提得很高。但是实际应用中一般不会超过四级,因为级数太多时,连接机构和控制机构的质量会增加得很多,工作的可靠性也会降低。
人不能像火箭一样有燃料燃烧产生反冲动力,我猜想那些武林高手可能是用自己的真气外放产生反冲力。