太空是真空没介质!就是没有反作用力,航天器靠什么推动向前?

如题所述

现在我们人类向太空中发射了很多航天探测器。有的探测器能够在宇宙中飞行很远的距离。有朋友看到后觉得很奇怪。太空是真空的,是没有空气这样的介质存在的,那么航天器即使在消耗着燃料,也是没有反作用力的。那么航天器是靠什么推动前进的呢?这件事情牛顿还管不管了呢?

图示:飞出地球的宇宙飞船

这位朋友这么理解可能是对牛顿第三定律有什么误会。牛顿第三定律告诉我们,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,并且作用在一条直线上。从这个定义上我们可以看出,作用力和反作用力并不需要什么介质的。我们在水面上划船,船桨将水向后推,水就会把船桨向前推。这样小船就向前走了。

同样到的道理,火箭在发射的时候,大量的燃料被点燃从末端的喷射口中喷射出了大量的气体。这些气体产生就产生了向上的反作用力推动火箭向上飞行。划船和火箭飞行的过程中根本不需要什么介质的。

图示:火箭发射

有朋友可能觉得是这样的。火箭燃料产生的气体给空气一个向下的压力,那么空气就会给火箭一个向上的推力。因此火箭就会飞上天空了。那么火箭携带的航天器飞出地球以后就没有空气了。航天器处在真空中了,那么它产生的压力无处施加到另一个物体上,那么也就没有什么反作用了。那它是靠什么推动前进呢?

这事儿好像不归牛顿管了。其实不是这样的。这里用到了牛顿定律的一个推论,那就是动量守恒定律。它的定义是这样的:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量就保持不变。那么动量又是什么呢?它是指运动的物体作用效果的物理量。简单的表示为物体的质量乘以速度。

根据动量守恒,已经飞入太空的宇宙飞船可以看作是一个不受外力影响的系统。虽然它的周围都是真空的。但它还是可以靠飞船携带的燃料来推动自己飞行的。飞船的燃料喷射出的物质会产生反冲力,这个反冲力会让宇宙飞船在太空中继续飞行。这种反冲运动是遵循动量守恒定律的。

图示:宇宙飞船

当然了,目前的航天器仅仅依靠人类现有的能力携带的燃料是飞不了多远的。因此有时候科学家会让航天器借助一些外力来加速。不是说太空是真空的吗?航天器哪里来的外力可借助呢?这个外力来自太阳系中的行星。就是让航天器与太阳系中的行星擦身而过,借助行星的引力助推来实现加速。这种加速叫做引力弹弓。像已经旅行者号太空探测器就是靠着引力弹弓效应的加速达到了能够飞出太阳系的第三宇宙速度了。

图示:太阳光帆飞船

关于航天器在太空中的推动力,科学家已经想了很多招。例如利用太阳光压的太阳帆飞船等。

关于这个问题朋友们还有什么新的见解呢?说说你的看法吧!问答中存在不足的地方欢迎大家指正。

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第1个回答  2020-09-24
航天器在太空中推动向前靠的是燃烧燃料,向后喷射烟气来推动航天器向前运动。
第2个回答  2020-09-29
航天器是靠牛顿第三定律,力的作用是相互的,航天器喷射气体,气体会反作用于航天器,产生动能以推动向前
第3个回答  2020-09-26
就是因为太空中是真空的,所以航天器只能靠燃料燃烧喷出烟气,来推动航天器的前进。
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