'Парадокс' ракетного двигателя - подробный разбор полетов

Расчет энергии для опыта с запуском ракет с нулевой и некоторой начальной скоростью.
Постановка задачи и опыт описаны в видео Игоря Белецкого:

ИФ ВКонтакте:

P4E @ facebook:

[ikvbfgb]

Это не парадокс, а простая физика. Просто на первый взгляд это не очевидно.
На этом и основан гравитационный маневр.
Причина - в перераспределении энергии между массой ракеты и выброшенным топливом.
Хорошо это заметно, если вертикальное ускорение ракеты равно ускорению свободного падения - тогда ракета вообще никуда не летит, а зависает в воздухе. Соответственно вся хим энергия топлива реализуется в энергию выброшенного топлива.
Еще это называется "гравитационные потери".
По другому это объясняется так:
1) Энергия ракеты, условно говоря, или энергия топлива(сжатая пружина) у нас равна m*V*V - показано на 3:11. Максимальная теоретическая высота подъема m*g*h.
Или h = m*V*V/m/g = V*V/g, что равно h2. Что вдвое выше, чем ракета поднялась (h1 = V*V/2/g - 8:10). Потому что половина энергии ушла на разгон шарика. Пружина разжимаясь с равной силой растолкала ракету вверх, шарик вниз.
2) То есть, если бы мы просто ракету толкнули этой же сжатой пружиной, то она бы поднялась на ту же высоту h2.
3) То есть, мы не получили большую высоту или больше энергии, мы просто откидывая шарик изначально бессмысленно отдали энергию шарику, и получили меньшую высоту, чем могли бы.
Так же верно объяснение, что это зависит от разгона ракеты, то есть от времени. Потому что реальная ракета откидывает шарики постоянно. И на старте ракета теряет энергию в большей степени на разгон выбрасываемого топлива, по мере разгона потери уменьшаются. Минимальные потери тогда, когда скорость ракеты равна скорости выбрасывания топлива, ЕМНП.

[fuqchlm]

Можете рассказать
откуда берется квадрат скорости

[shwolgandhertz]

красавчик, все по науке объяснил, тоже догадывался что секрет в скорости топлива, но точно не знал. а негода какую-то херню объяснял

[wsdjsej]

Кроме парадокса РД используя формулу внешнего ( полетного) КПД Бориса Стечкина, ЗСЭ и ЗСИ легко можно нарушить используя формулу расчета точки Центра удара, эту формулу также скрывают от школьников...

[fuqchlm]

Интересно, а в реальном мире, работает квадрат скорости???

[wsdjsej]

Все давно знают, что нарушение ЗСЭ в такой системе начинает выполняться только в случае превышения скорости движения ракеты над скоростью отбрасывания рабочего тела, т.е. скорость шарика в таком случае будет не нулевой, а отрицательной... В этом видео показана очередная попытка подогнать результаты под ЗСЭ или выдать желаемое за действительное. Скорость шарика в этой системе абсолютно не обязательно будет равна нулю во втором случае. Вы абсолютно не учитываете циклический круговой обмен между Кинетической энергией шарика и запасом КЭ рабочего тела в ракете при использовании множества шариков. Когда вы будете учитывать указанные свойства плюс учтете, уникальную особенность реактивного движения обеспечивать ускорение массы ракеты без прямой энергетической связи с точкой старта, тогда вы обязательно получите доказательство нарушения Закона Сохранения Энергии в таких системах. Всем давно известно, что у реактивного движения нет ограничения величины внешнего КПД ни 100 ни 200 %... внешний КПД РД при достаточном запасе РТ может превысить и 1000%.

[ofipezf]

Конечно ответ сошёлся, но неправильные рассуждения. Энергия передаваемая ракете пружиной, никак не зависит от скорости ракеты с шариком. У белецкого более правильный ответ, высота стала больше из-за гравитации. Время воздействия гравитации, а значит и сила, тормозящие ракету до нуля в обоих случаях одинаково. Но из-за большей скорости, за то же самое время, ракета преодолевает большее растояние.