Есть ракета. Сопротивлением воздуха, аэродинамикой и прочими ньюансами можно пренебречь. Известны - текущая масса ракеты в любой момент времени (в зависимости от момента времени масса будет отличаться т.к. топливо сгорает), удельный импульс в м/с. Нужно определить скорость в любой момент её полета.
DeltaV уже вычислил, но это не то. Это суммарная, конечная скорость, которую приобретет ракета если сожжет всё своё топливо. А мне нужна не финальная скорость, а любая. В том числе и в самом начале её пути.
Естественные науки
Помогите найти скорость ракеты в любой момент времени её полета. Знаю, школа, но ничерта не помню.
Эта скорость определяется формулой Циолковского:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Формула_Циолковского
https://ru.wikipedia.org/wiki/Формула_Циолковского
Павел Мельников
Нет. Формула Циолковского показывает скорость, если ракета сожжет всё своё топливо. А например, какая скорость ракеты будет через 1 секунду после старта? Через 3?
тогда и вопросом можно пренебречь .Она без сопротивления вечно должна лететь ?
Павел Мельников
Корректирую вопрос. Нужна скорость ракеты в любой момент времени её полета до полного опустошения баков. После опустошения баков скорость меняться уже не будет.
Не знал да забыл - хуже всего!
Лучше формула Мещерского, частным случаем (сгорает всё топливо) которого является формула Циолковского.
Возьму данные в таком виде, чтобы удобно было считать. Пусть известны:
1) масса ракеты как функция времени - m(t),
2) начальная скорость ракеты - v(0),
3) количество механической энергии на единицу массы сгоревшего топлива - |dE / dm|.
Запишем законы сохранения:
m v = (m - |dm|) (v + dv) + |dm| u
0.5 m v^2 + dE = 0.5 (m - |dm|) (v + dv)^2 + 0.5 |dm| u^2
Это система уравнений относительно изменения скорости ракеты dv и скорости продуктов сгорания u. Если сократить подобные члены и выкинуть бесконечно малые порядка выше первого, останется:
m dv - |dm| v + |dm| u = 0
m v dv - 0.5 |dm| v^2 + 0.5 |dm| u^2 = dE
Отсюда можно найти:
u = v - √(2 |dE / dm|)
m dv = - √(2 |dE / dm|) dm
Последнее равенство - это уравнение движения. В него можно добавить всякие там дополнительные силы, но вы ими пренебрегаете. Из него же видно, что:
√(2 |dE / dm|) = m dv / |dm| = J - тяга двигателя в (м / с).
Далее, если предположить:
|dE / dm| = const
то можно проинтегрировать уравнение:
∫ dv = - J ∫ dm / m
Сразу подставим начальные условия:
v - v(0) = - J ln[m / m(0)]
Получили скорость как функцию времени:
v(t) = v(0) + J ln[m(0) / m(t)]
Подставляете m(t) в явном виде, и получите функцию скорости в явном виде.
1) масса ракеты как функция времени - m(t),
2) начальная скорость ракеты - v(0),
3) количество механической энергии на единицу массы сгоревшего топлива - |dE / dm|.
Запишем законы сохранения:
m v = (m - |dm|) (v + dv) + |dm| u
0.5 m v^2 + dE = 0.5 (m - |dm|) (v + dv)^2 + 0.5 |dm| u^2
Это система уравнений относительно изменения скорости ракеты dv и скорости продуктов сгорания u. Если сократить подобные члены и выкинуть бесконечно малые порядка выше первого, останется:
m dv - |dm| v + |dm| u = 0
m v dv - 0.5 |dm| v^2 + 0.5 |dm| u^2 = dE
Отсюда можно найти:
u = v - √(2 |dE / dm|)
m dv = - √(2 |dE / dm|) dm
Последнее равенство - это уравнение движения. В него можно добавить всякие там дополнительные силы, но вы ими пренебрегаете. Из него же видно, что:
√(2 |dE / dm|) = m dv / |dm| = J - тяга двигателя в (м / с).
Далее, если предположить:
|dE / dm| = const
то можно проинтегрировать уравнение:
∫ dv = - J ∫ dm / m
Сразу подставим начальные условия:
v - v(0) = - J ln[m / m(0)]
Получили скорость как функцию времени:
v(t) = v(0) + J ln[m(0) / m(t)]
Подставляете m(t) в явном виде, и получите функцию скорости в явном виде.
Вечный двигатель что ли?
Бак пустой а ракета летит и летит не падает
Бак пустой а ракета летит и летит не падает
Павел Мельников
Не позорился бы.)
Это первая производная функции движения. Алгебра, 10 класс
Павел Мельников
И как с этой информацией я должен работать дальше? Бежать в библиотеку и листать учебник за 10 класс? Формулу млять напиши!
Похожие вопросы
- расчёт скорости ракеты с двигателем у которого время горения составляет -1.6 (сек)
- Задача: Летит самолет со скорость 1500 км/ч, пускает ракету, скорость которой 800 км/ч. Какова скорость ракеты?
- Укажите основную причину того , что скорость ракеты может быть гораздо больше скорости истечения газов из её сопла ?
- вот интересно, а Земля вращается строго равномерно или скорость вращения может разниться в разн. моменты времени?
- Ракеты Илона Маска не летают, пилотируемые полеты на Луну на заре космонавтики вызывают все больше сомнений?
- С Высшей точки сферы радиуса R без начальной скорости соскальзывания небольшое тело, найти скорость тела в ммомен
- Пожалуйста помогите рассчитать скорость света к отношению к скорости звука. Например во время грозы.
- Верно ли утверждение, что КПД ракетного двигателя тем больше, чем выше скорость ракеты ?
- Правда ли что наша вселенная может погибнуть в любой момент?
- Недавно в новостях узнал что физики нашли скорость превышающую скорость света...