火箭为什么会飞上天
火箭为什么会飞上天的答案是:由发动机的喷气获得反作用力。
火箭和飞机都能够飞上天,但其获得升力的原理却完全不一样。飞机能飞上天,主要归功于其特殊的翼型设计,当飞机具有一定速度和迎角时,便可以获得 “浮起来”的升力,也就是说,飞机能飞起来靠的是空气动力。而火箭则是由发动机的喷气获得反作用力,其工作的基本原理是牛顿的第三运动定律:相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。理解这个定律并不难,射击时会有后坐力,这正是子弹给枪的反作用力;滑冰场上你推自己的同伴,发现自己也会往后退,这是同伴给自己的反作用力。而火箭之所以能飞,是因为火箭燃料燃烧所生成的炽热气体,通过火箭尾部的尾喷管向后快速喷出,这样向后喷的燃气就会对火箭产生反作用力,它推动着火箭向前飞,这就是火箭推力的来源。当这个推力大于火箭自身重力时,火箭就起飞了。
作用力与反作用力的定律是牛顿提出来的,率先将这个原理应用于火箭上的是被誉为“航天之父”的齐奥尔科夫斯基。1882年,齐奥尔科夫斯基自学了牛顿第三定律,这个看似简单的作用力与反作用力原理使他豁然开朗。他在日记中写道:"如果在一只充满高压气体的桶的一端开一个口,气体就会通过这个小口喷射出来,并给桶产生反作用力,使桶沿相反的方向运动。"这是对火箭飞行原理的形象描述。
由于火箭本身的重量就是及其庞大的,要让这么重的一个“铁块”飞上太空还是有一些难度的,所以科学家们就想到了一个很巧妙的办法,就是让火箭“分层”,火箭被分成一节一节的,每一节都带有足够的燃料以及氧化剂,在升空的过程中,如果一节火箭的燃料用尽了,就会在天空中自然脱落,下一节燃料用尽再次脱落,就在这种脱落的过程中,火箭的重量跟体积都变得越来越小,在燃料动力的冲击下速度越来越快,直至冲破大气来到宇宙。总的来说火箭的上升原理就是依靠推进剂,也就是燃料跟助燃的氧化剂燃烧时产生的巨大气体与火箭形成了一股反作用力从而推动火箭上升的。相信在不久的将来,科学家们还会发明出比火箭更高级的飞行器,让人们在外太空的探索更加明朗、深刻。
如果让卫星飞向太空,要满足两个条件
一是速度。牛顿已经算出卫星的速度要大于第一宇宙速度7.9千米/秒;
二是高度。为了避免大气的阻力,卫星要在外太空飞行,而外太空与大气层的分界线是海拔100千米的高度,这条线也被称为卡门线。
在牛顿时代,无论是达到这样的速度还是高度只能说痴心妄想,而在20世纪初也绝非易事。在奠基航天理论的论文发表的1903年,本茨发明第一辆汽车不过十几年时间,莱特兄弟也刚刚在同年成功试飞了世界上第一架飞机。
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