تطبيقات قوانين نيوتن: الصواريخ والدفع النفثي

بالرغم من اننا نعتقد ان الصواريخ والمحركات النفاثة أجهزة حديثة نسبياً، إلا أن نيوتن كان يفهم مبدأ عملنا تماماً. بل أنه ابتكر نظام دفع نفثي كالمبين بالشكل (1) وشرح كيف ينطبق قانون بقاء كمية التحرك عليه. وفي هذا النظام يندفع البخار المتكون في غلاية الماء بسرعة عالية من الجزء الخلقي للمحرك ، ويكون اتجاه كمية تحرك البخار إلى الخلف. وحيث أن كمية التحرك الابتدائية للماء والمحرك صفر، فإن العربة والمحرك لابد أن يتحركا الآن ( أي يرتدا) في الاتجاه الأمامي بكمية تحرك تساوي كمية تحرك البخار الخارج في المقدار وتصادها في الاتجاه.

الشكل (1): عربة نفثية الدفع.

وفي كل انواع الصواريخ والمحركات النفاثة الحديثة يحترق الوقود وتتكون نتيجة لذلك غارات ساخنة جدا، وتنطلق هذه الجزيئات الغازية المتحركة بسرعة جداً من مؤخرة المحرك مثل تيار من الرصاصات المنطلقة من بندقية تكرارية ذات سرعة خيالية. وكما أن البندقية ترتد في عكس اتجاه حركة الرصاصة المنطلقة، فإن الصاروخ والطائرة النفاثة ترتدان أيضاً في الاتجاه المعاكس لحركة الغاز المنطلق. وحيث أن جزيئات الغاز قد اكتسبت كمية تحرك اتجاهها إلى الخلف فإن الصاروخ يجب أن يكتسب كمية تحرك مساوية في الاتجاه المعاكس ( إلى الأمام) لأن كمية التحرك محفوظة.

مواضيع ذات صلة

أنظمة لأكثر من جسيم واحد

كمية التحرك الزاوية والقوة المركزية

الحركة الدورانية

امثلة عن الاتزان الاستاتيكي للأجسام الممتدة

الاتزان الاستاتيكي للأجسام الممتدة

تعريف العزم

تذبذبات صغيرة لبندول

اعتبارات الطاقة في الحركة التوافقية البسيطة

الحل الهندسي للمعادلة التفاضلية للحركة التوافقية البسيطة، دائرة المرجع

الحل باستخدام حساب التفاضل والتكامل

قانون هوك والمعادلة التفاضلية للحركة التوافقية البسيطة

القدرة ووحدات الشغل