Рівняння Ціолковського: опис, історія відкриття, застосування

Другий закон Ньютона

Прискорення прямо пропорційно силі і обернено пропорційно масі тіла. Або в математичній формі: a = F / m, або більш звично – F = ma, де m – це коефіцієнт пропорційності, який представляє собою міру для інерції тіла.

Так як будь-яка ракета представляється, як рух тіла зі змінною масою, рівняння Ціолковського буде змінюватися кожну одиницю часу. В цьому прикладі про супутник, що рухається навколо планети, знаючи його масу m, можна легко з’ясувати силу, під дією якої він обертається по орбіті, а саме: F = mv2/r. Очевидно, що ця сила буде направлена до центру планети.

Виникає питання: чому супутник не падає на планету? Він не падає, так як його траєкторія руху не перетинається з поверхнею планети, тому що природа не змушує його рухатися вздовж дії сили, бо їй сонаправлен тільки вектор прискорення, а не швидкості.

Також слід зазначити, що в умовах, коли відома сила, діюча на тіло, і його маса, можна з’ясувати прискорення тіла. А по ньому математичними методами визначається шлях, по якому рухається тіло. Тут ми приходимо до двох основних завдань, вирішенням яких займається космодинамика:

  • Виявлення сил, за допомогою яких можна маніпулювати рухом космічного корабля.
  • Визначення руху цього корабля, якщо відомі діючі на нього сили.
  • Друга задача є класичним питанням для небесної механіки в той час, як перша показує виняткову роль космодинамики. Тому в даній області фізики крім формули Ціолковського для реактивного руху вкрай важливо розуміти ньютоновскую механіку.