反冲作用

科技工作者之家 2020-11-17

如果一个静止的物体在内力的作用下分裂成两个部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲。 反冲运动中,物体受到的反冲作用通常叫做反冲力。此过程遵循动量守恒定律。

概述人从小船往岸上跳时,船会离开岸边向后退去,船的这种反向运动就是反冲运动。反冲运动是很常见的,小船停在湖边,当人在船上向前走去打算上岸时,小船却向后移去,离开了岸边;如果人反过身来走回原处,小船又向岸边移去。这是动量守恒的一种表现。船和人原来的总动量为零(静止在岸边):人向前走动时,人得到了向前的动量,由于此时人与船的相互作用力是静摩擦力,是人船系统的内力,因此,这个系统的动量守恒,总动量仍然为零,船必然同时得到向后的动量:人向后走动时,船又向前移去,两者的动量之和还是零(水的阻力忽略不计)1。

特点反冲运动和碰撞、爆炸有相似之处,相互作用力常为变力,且作用力大,一般都满足内力>>外力,所以反冲运动可用动量守恒定律来处理。

(1)反冲运动的问题中,有时遇到的速度是相作用的两物体间的相对速度,这时应将相对速度转化成对地的速度后,在列动量守恒的方程。

(2)在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动,如火箭在运动过程中,随着燃料的消耗火箭本身的质量不断在减小,此时必须取火箭本身和在相互作用时的整个过程来进行研究。例如:火箭、水轮机或灌溉喷水器等2。

物理原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。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 0=mv+(M-m)v‘ , M是火箭箭体质量,m是燃气改变量。(参考系的选择是箭体)

质量为m的人在远离任何星体的太空中,与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用,他与飞船总保持相对静止的状态。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。

典型应用喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理,它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。现代的喷气式飞机,靠连续不断地向后喷出气体,飞行速度能够超过1000m/s。燃料进入燃烧室,在燃烧室里,高压电打火,喷油燃烧,因气体中含有氧气,气体燃烧膨胀,向后喷出,燃烧室后面是涡轮,涡轮轴上装涡轮盘,涡轮盘周围装满叶片,涡轮分7~13级,通过涡轮旋转再一级一级向后压,气体通过发动机后部的涡轮一级一级压缩,压力再提高几百倍,最后.通过尾部喷口高速喷出,产生反作用力,使飞机向前飞3。

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学

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