Скорость, позволяющая долететь до Луны.
12.04.2013 в Шпаргалки
4 016
26
Ответ на подобный вопрос автор когда-то подсмотрел в замечательной книжке «Смотри в корень!» Позже он появился в журнале ЗР. У нас формулировка была примерно такая: с какой минимальной скоростью можно долететь до Луны — со скоростью ВАЗ-2101, «Порше», МИГ-29 или «Аполлон-11»? Позже мы получили кучу писем с обвинением в неграмотности: мол, конечно же «Аполлон» — и ничего больше.
Между тем правильный ответ — первый: вполне хватит и «жигулевской» скорости. Конечно, будет очень долго и потребуется неимоверное количество топлива, но никто и не призывал экономить! Вот если бы речь шла о придании телу некой начальной скорости, после чего оно осталось бы без источника энергии, тогда другое дело… Вокруг Земли тоже можно облететь на самолете и безо всяких первых космических…
Garde - 15.04.2013
Я что-то не до конца понял. С какой скоростью? — Со 2-й космической. Способен ли развить такую скорость ВАЗ-2101? — Нет. Может речь шла об ускорении, если оно будет постоянным?
Михаил Колодочкин - 15.04.2013
Ну, не вы первый — ничего страшного. Добраться до Луны можно абсолютно с любой скоростью — хоть со скоростью черепахи. И ускорение тут ни при чем. Представьте себе аналогию: вам нужно перепрыгнуть через пропасть. Скажем, на том же автомобиле. ВОт в в этом случае вам действительно нужно достичь перед прыжком определенной скорости, иначе — хана. А вот бабочка спокойно перелетит через ту же пропасть с любой скоростью и может себе даже позволить повисеть на одном месте! То де самое и с Луной: космические скорости нужны исключительно потому, что приходится экономить топливо! А для этого в идеале его нужно сжечь мгновенно. Это показал еще Циолковский, если не ошибаюсь. Но если у нас топлива сколько угодно (предположим, нам его кто-то подвозит!) то до таких скоростей можно и не разгоняться.
Можно аналогию и попроще. ДЛя чего нужна первая космическая скорость? Неужели для того, чтобы просто облететь вокруг Земли? Так это и на самолете можно сделать! Опять-таки, космический кораблю, которому придают такую скорость на старте, может в дальнейшем не потреблять топливо, что он и делает. Первая космическая — это сокрость брошенного вами камня, который никогда не упадет!
Так чуть понятнее? А Маковецкого почитайте — очень интересно! Удачи!
Garde - 16.04.2013
«Первая космическая — это сокрость брошенного вами камня, который никогда не упадет!»
Именно! То есть необходимо преодолеть гравитацию Земли. Всё равно не улавливаю подвоха. Мы говорим о каких-то разных вещах… (полез читать Маковецкого)
Garde - 16.04.2013
Или дело в том, что брать за точку отсчёта, например, 85т.км от центра Земли. Оттуда и стартовать. Кислород возьмём с собой, трение — сделаем мост (или ограничимся только мостом? и будем ехать под малым углом к горизонтали). В общем, не вертикально вверх… Или превратим Землю в тело с очень малым диаметром. То есть мыслить надо ширее…
Михаил Колодочкин - 19.04.2013
Почитайте, не пожалеете! Еще раз — космические скорости нужны только для экономии энергии. А гравитацию можно преодолеть пешком! ВЫ же поднимаетесь по ступенькам с малой скоростью — кто вам мешает так же проследовать до ЛУны?
Михаил - 06.04.2014
В целом да, но в реальном мире все упирается в расход массы при использовании реактивного двигателя. В земных условиях есть от чего оттолкнуться, в пустоте — нет (пока не открыли управление гравитацией). Потому висеть (это в пределе движение с минимальной скоростью) в гравитационном поле — расходовать энергию и массу. Хотя, теоретически, потенциальная энергия не изменяется. А масса топлива тянет за собой расходы на поддержание уже самой себя и… круг замкнулся. Потому и приходится кружить по орбите и всяческие лестницы Лагранжа с гравитационными пращами использовать — без этого современный уровень космической техники вообще не позволяет вылететь за пределы Солнечной Системы.
Весьма напоминает историю мореплавания — сейчас мы сидим на бревне и отталкиваемся пяткой от берега. Дальше извращаемся в течениях, подгребая в меру сил ладошками. Даже до парусных кораблей нам как до Китая раком, а уж про пароходы нечего говорить.
Михаил Колодочкин - 06.04.2014
Все правильно, но вопрос был сформулирован корректно.
Awk - 15.04.2013
Михаил, а как же закон сохранения энергии? У нас же рассматриваются 4 тела, которые по условиям задачи не имеют ничего кроме предполагаемой скорости. То есть достичь Луны им поможет исключительно одно – обладание необходимой скоростью которая с учетом их ничтожно малой массы позволит выйти за пределы гравитации. То есть вторая космическая. Другой вариант — обладать необходимой массой, чтобы при заданной скорости сделать тоже самое. Чтобы выйти за пределы земли со скоростью «Жигулей» вероятно необходимо обладать массой сопоставимой с земной. И как может выглядеть «адская» установка которая сможет преодолеть гравитацию скажем со скоростью 60 км/ч? Бабочка то зависнет в воздушном пространстве, понятно аэродинамика, но что такое движение с любой скоростью в безвоздушном пространстве? Согласитесь, что задача в Вашем решении имеет право на жизнь исключительно в пространствах не искривленных массами, без влияния любых сил в том числе самой гравитации… Вообще если так рассуждать — то можно и с нулевой скоростью достичь луны — достаточно «зависнуть» и «дождаться» её на неком участке её орбиты, так получается? Ведь скажем в роли технического юмора она годится, но не как серьезная физическая задача… С теми же аргументами можно предложить, что с любой скоростью можно выбраться из Черной дыры например. Топливо же подвозят, а с гравитацией справимся…
Максим - 16.04.2013
Если у вас тело массой 1 т, то для ухода от Земли достаточно тяги 1т.
Только эта сила должна действовать постоянно.
О том и задача. А не о технической реализации проекта.
Михаил Колодочкин - 19.04.2013
Все не так! Не нужна никакая скорость, чтобы выйти куда-то! Вы сами себе объясните задачку — все понятно станет! Скажем , можно ли со скоростью самолета подняться на 10 км? А на 20? А на 100? Где граница-то? Ее нет!
Awk - 19.04.2013
Михаил, не соглашусь с примером о самолете. Самолет летает потому, что обладает аэродинамическим качеством и двигается в воздушной среде. Никакой самолет не заберется выше 15-20 км. На каких принципах Вы собираетесь «ступеньками» двигаться к Луне? Орбитальная скорость Луны около 1 км/с. Это 3600 км/ч. Вы её простите «догонять» или «поджидать» будете со скоростью жигулей? Относительно чего скорость мерим? В безвоздушном пространстве аэродинамика не действует, так как пренебрегая прочим мы говорим лишь о гравитационном воздействии и его преодолении. Простите, но тут общая теория относительности работает. Я говорю лишь о том, что такая постановка вопроса встречается лишь в школьных задачках на пытливость ума. Пренебрегая всем, если говорить о том, что Луна-Земля статичная система и гравитации, трения атмосферы, вращения, космического ветра и прочего нет, то тогда да, с любой. Но в реальной космической системе это не так.
Михаил Колодочкин - 19.04.2013
Вы напрасно хотите сами себя запутать. Самолет я привел, чтобы было понятнее. Хорошо, пусть это будет космический корабль — или что угодно, летающее в безвоздушном пространстве. Почему, скажите на милость, ему нужно развивать скорость именно 11,2км/с? А 11 не хватит? Или, скажем, 1? Он что —посередке где-то повиснет, что ли? И при чем тут относительность-то??? Кто сказал, что для преодоления гравитации нужны космические скорости. Вы подпрыгиваете на месте — у вас очень высокая скорость? И в космосе то же самое. Я уже несколько раз писал: космические скорости нужны по ОДНОЙ причине: сэкономить топливо!!! И все! Честно говоря, удивляюсь, что в этом непонятного?
Awk - 22.04.2013
Михаил. Мне кажется, что все, что движется в космосе по орбите земли со скоростью ниже первой космической на нее рухнет рано или поздно. А все, что взлетает с земли со скоростью ниже второй космической не уйдет из зоны земного притяжения. У Вас есть конкретные примеры в истории науки и техники когда бы это было не так? Я просто не вижу оснований, чтобы закон сохранения энергии не работал в редакции уважаемого мной журнала =)
Михаил Колодочкин - 23.04.2013
М-да… Вы меня слышите или нет? Ну при чем тут сохранение энергии? С какой скоростью Луна по орбите движется? Неужели с первой космической? Да на порядок ниже!!! Вы зашорены школьными представлениями и не хотите меня услышать, хотя ничего нового я не сказал. Вторая космическая нужна только для того, чтобы неуправляемое тело ушло с орбиты искусственного спутника — только и всего. А если у него запас топлива есть, то ходи хоть пешком. По-моему, мы уже повторяемся. Еще раз советую почитать Маковецкого: наверное, он излагает свои мысли лучше меня.
Михаил Колодочкин - 25.04.2013
Еще добавлю. Мне, в самом деле, обидно, что вы меня так и не поняли. Вот вам еще пример. Представьте корабль (или что угодно), который летит от Земли со скоростью, скажем, 100 км/ч. До какой высоты он поднимется? И что ему не даст подняться выше? там что: гравитация усилится или еще что-нибудь? Да абсолютно ничего!
Михаил - 29.04.2013
Михаил, спасибо! Никогда об этом вопросе не задумывался, но прочитал и узнал много интересного. Так же и комментарии ваши очень полезны в плане разъяснения
Михаил Колодочкин - 29.04.2013
Спасибо!
Гость - 29.04.2013
» Представьте корабль (или что угодно), который летит от Земли со скоростью, скажем, 100 км/ч. До какой высоты он поднимется? И что ему не даст подняться выше? »
Вес шланга подающего топливо ?
Собственно это у Вас аналог космического лифта получается. Пока что невозможно по тем же причинам что и лифт.
Михаил Колодочкин - 30.04.2013
И у вас та же ошибка! Ответьте прямо на вопрос:Что ему не даст подняться? А вы в вес топлива упираетесь.
Константин Валентинович - 21.06.2013
Мне кажется, что диалог зашёл в тупик потому, что Вы Михаил, представили гипотетическую возможность, которая не противоречит механике, а Ваш оппонент сразу же пытается воплотить это в практику и не может себе представить небольшой объект с малым, но бесконечно возобновляемым запасом топлива так как с точки зрения здравого смысла такое невозможно.
Михаил Колодочкин - 21.06.2013
Ну, вы же все правильно понимаете! Я просто указываю на некоторые догмы, которые многим непонятны. Скорость нужна не потому, что иначе «Земля не отпустит», а исключительно по энергетической скудости. А многие думают, что и через пятьсот лет придется разгоняться до таких величин.
Гражданин - 23.06.2013
Сдесь никто ЕГ здать не смог, а Вы — про первые касмичиские скорости пишете! Гипотетическая вазможность что Вас тут паймут стремится к абсолютному нолю при катором двежение малекул хочит остановится наподобие мыслитильного працесса четающих такие весчи в Вашей рубреке.
Михаил Колодочкин - 23.06.2013
А я хочу, чтобы ай-кью рос!
Михаил Колодочкин - 04.10.2013
Кстати, раз уж разговор все равно уходит в сторону, выскажу еще одно святотатство — уже про ракеты. Для полета на Луну Вторая космическая необязательна. Потому что это скорость, позволяющая выйти на орбиту искусственного спутника Солнца, а для Луны, которая сама является таким спутником, это необязательно…
Cinema-master - 10.10.2014
А я понял Михаила. Вот например в н\ф фильмах громадные и не очень космические корабли поднимаются медленно. Пришельцы просто научились «подвозить» топливо:)
Михаил Колодочкин - 13.10.2014
Я рад:)