周岷
我向后劃水,水就把我往前推;我要往左邊游,就向右邊劃水。我知道這就是作用力與反作用力。但是我想不明白,飛船在太空中需要變軌或者調(diào)整姿勢的時候,它的周圍是真空,哪里來的反作用力呢?
——臺州 小小白
你想不明白這個問題,這很正常,因為你還是一位初中生嘛,目前能理解的就是“作用力”和“反作用力”。等你上了高中,學過“動量守恒定律”之后就會明白,跟許多人想象的不一樣,火箭的飛行靠的并不是反作用力。
在這里我暫時不解釋“動量”之類的術(shù)語,因為術(shù)語神馬的最令人討厭了。我們只需要知道,根據(jù)動量守恒定律,如果一個靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂成兩個部分,一部分向某個方向運動,另一部分就必然向相反的方向運動。這個現(xiàn)象叫做反沖。反沖運動中,物體受到的反沖作用通常叫做反沖力。
我想你應該看過戰(zhàn)爭片,不知你注意到?jīng)]有,電影里士兵射擊、開炮時,每次子彈或炮彈出膛,槍身或炮身都會同時“后退”一下,我們通常管它叫“后坐力”,其實就是反沖力。
再來看火箭。我們可以把火箭看成是兩個部分的組合:火箭體和燃料。火箭體和燃料被裝在一起,就成為一個整體。在火箭發(fā)動機的作用下,燃料變成高溫氣體猛烈地向外噴射,離開了火箭體——原來的那一個整體,此時分裂成了兩個部分,你知道的,“動量守恒定律”現(xiàn)在要“出馬”了:其中的一個部分(燃料)向某個方向運動,另一部分(火箭體)就必然向著相反的方向運動。
我們也可以這樣說:火箭通過向后拋射燃料,獲得了推動自身向前運動的力。這個“反沖運動”的過程,跟周圍是大氣還是真空沒什么關(guān)系。
如果你還是覺得難以理解,或者看上面的解釋還是不夠過癮,那么,我們來做個實驗吧。
【做做看:親身體驗反沖力】
選一塊光滑平整的場地,找塊滑板,背上書包,穩(wěn)穩(wěn)地坐在上面,保持一切都是靜止的。然后,取下書包,快速有力地把書包向前推出,拋給你的伙伴,看看會有什么情況發(fā)生……是不是滑板帶著你向后滑去了?哈哈,滑板就是火箭體,書包就是燃料,你不就是火箭發(fā)動機嗎?你拋出的書包似乎并沒有因為撞到誰而獲得“反作用力”吧!童鞋,你明白了沒?