Chương IV: Chuyển động bằng phản lực, động cơ phản lực, tên lửa
Chương IV: Vật lý vui Eulers disk (Đĩa Euler) đồ chơi giáo dục (Đọc thêm)
Chuyển động bằng phản lực là chuyển động theo một hướng nhờ tác dụng lực theo hướng ngược lại.
1/ chuyển động bằng phản lực
Dựa trên định luật III Newton: khi vật A tác dụng vào vật B một lực thì vật B cũng tác dụng vào vật A một lực hai lực này là hai lực trực đối cùng độ lớn, cùng phương, ngược chiều
Chương IV: Chuyển động bằng phản lực, động cơ phản lực, tên lửa
Ví dụ về chuyển động bằng phản lực
Các tên lửa chuyển động về phia trước nhờ nhiên liệu đốt cháy phụt về phía sau
Mũi tên chuyển động về phía trước nhờ tác dụng lực đẩy về phía sau vào dây cung
Vận động viên nhào lộn bật người lên không trung nhờ tác dụng lực nén xuống vào tấm nệm lò xo
2/ Động cơ phản lực không khí – ứng dụng chuyển động bằng phản lực
Động cơ phản lực không khí lắp trên các máy bay hiện đại
Sơ đồ cấu tạo của động cơ phản lực không khí
Cấu tạo cơ bản của các động cơ này bao gồm các cánh quạt chuyển động với tốc độ lớn để hút không khí từ bên ngoài môi trường vào trong buồng đốt, hỗn hợp nhiên liệu được hòa với không khí bị đốt cháy trong buồng đốt. Khí nóng bị nén và giãn nở nhanh tạo ra một lực đẩy rất lớn về phía sau, nhờ đó mà máy bay có thể chuyển động về phía trước.
3/ Tên lửa – ứng dụng chuyển động bằng phản lực
Chuyển động vào không gian của tên lửa đẩy
Vẫn sử dụng nguyên tắc chuyển động bằng phản lực tuy nhiên do phải chuyển động ở bên ngoài không gian (môi trường không có không khí) nên nhiên liệu của động cơ tên lửa là những chất chứa chất oxi hóa có thể đốt cháy nhiên liệu trong môi trường không có không khí.
4/ Định luật bảo toàn động lượng cho vật chuyển động bằng phản lực
Xét chuyển động bằng phản lực của tên lửa có khối lượng M mang theo nhiên liệu có khối lượng là m. Do tên lửa bắt đầu chuyển động từ một vị trí đứng yên trên mặt đất nên ta có hệ vật (tên lửa + nhiên liệu) ban đầu có vận tốc bằng không.
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tên lửa, coi nhiên liệu cháy phụt ra phía sau cùng một lúc với vận tốc là v, vận tốc của tên lửa chuyển động về phía trước là V.
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ vật tên lửa + nhiên liệu ta có
Chiếu lên phương chuyển động của tên lửa ta có
từ biểu thức trên ta có nhận xét: vận tốc của tên lửa tỉ lệ nghịch với khối lượng của tên lửa chính vì vậy trong thực tến người ta chế tạo tên lửa gồm nhiều tầng nhiên liệu, sau khi nhiên liệu ở mỗi tầng cháy hết thì các tầng chứa nhiên liệu đó tách ra và rơi trở về trái đất, khối lượng của tên lửa giảm đi => vận tốc của tên lửa được tăng lên.
Trong trường hợp ta chỉ xét dấu đại số của các vận tốc ta có
dấu “-” chứng tỏ tên lửa chuyển động ngược chiều với chuyển động của nhiên liệu.