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火箭为什么会飞

科普小知识2022-07-13 17:54:22
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即使是学过物理的人有时也会对火箭的飞行给出完全错误的解释。他们说火箭能飞是因为它利用燃烧火药产生的气体来驱走空气。人们过去是这样看待火箭的(火箭是很久以前发明的),现在许多人也是这样想的。然而,如果火箭被要求在没有空气的空间飞行,它不会比在空气中飞行得更差,但会飞得更好。可以看出,火箭运动的真正原因完全是另一回事。事实上,这里发生的事情和炮弹向前飞,大炮坐在后面时完全一样。你可以想象手枪和各种火器开火时的“后坐力”!如果加农炮悬在空中没有支撑点,射击后炮身会向后移动。它的速度与大炮向前移动速度的比率等于大炮的重力与大炮的重力的比率。因此,儒勒·凡尔纳幻想小说《天翻地覆》的主人公甚至可能想到利用大炮强大的后坐力来做一件伟大的事情——“加强地轴”。

火箭实际上是一门大炮,但它发射的不是炮弹,而是火药气体。这也是为什么中国的旋转烟花可以轮流升起的原因。装在*上的火药管,当其中的火药着火时,气体会向一个方向喷出,而火药管和与之相连的*会向相反的方向移动。从本质上来说,这只是一个众所周知的物理工具“信号”的伪装形式。

有一件有趣的事情。在船发明之前,曾经有一种机器人船的设计,也是根据同样的原理构思的。船的尾部装有一个强大的压力泵,它能把储存在船里的水压推出船外,所以船是向前航行的,就像中学物理实验室用来证明上述原理的漂浮的海洋铁槽一样。这种设计(由Lemzi提出)还没有在实践中使用,但它在船的发明中发挥了很大的作用,因为它向富尔顿暗示了船发明的可能性。

我们也知道最早的蒸汽机是由英雄在公元前2世纪制造的。他是基于这样的原理:锅炉中的蒸汽β图153)通过管道ε η进入安装在水平轴上的球;然后两个曲柄管被冲压出来,管子被推向相反的方向,这样球开始旋转。不幸的是,英雄式蒸汽轮机在古代只能是一个有趣的玩具,因为奴隶劳动如此廉价,以至于没有人想使用这种机器。但是这项原则本身并没有被技术专家抛弃。今天,我们用它来建*动的涡轮机。

也有最早的蒸汽车是根据这一原理设计的,它是由牛顿设计的,他提出了作用和反作用定律:放在*上的锅炉释放的蒸汽冲向一边,因此锅炉被反作用力推动,*慢慢向前移动(图154)。

喷气式汽车是牛顿汽车的现代形式。

如果你感兴趣,你可以做一个纸船,如图155所示,它也非常类似于牛顿的车。用一个空蛋壳做锅,锅下放一个顶针,顶针里放一块浸有酒精的棉花,棉花点燃后,蛋壳里的水慢慢变成蒸汽;这时,一股蒸汽会冲到一边,使整艘船向相反的方向移动。然而,要制作这种教育玩具,你必须有相当精湛的工艺。