Коллеги, даже не знаю, куда поместить эту тему – решил сюда.
Был бы раздел «Юмор» - можно было бы в него...
Итак, имеется простая задачка по физике: полет многоступенчатой ракеты по баллистической траектории.
Конкретно в дискуссии на одном из форумов, в которой родилась эта задачка, речь шла о ракете Р-7.
Дано: после окончания работу ДУ 2-й ступени, вся 2-я ступень (она же блок А, она же блок Ц) с присоединенной к ней ГЧ начинает пассивный полет с некоторой скоростью и направлением, заданным ей в момент окончания работы ДУ.
Через некоторое время происходит разделение блока Ц и ГЧ, с использованием пружинных толкателей, а начиная с некоторого пуска – еще и с вскрытием клапана в передней части топливного бака, для отвода блока Ц в сторону от ГЧ, во избежание их соударения (которое было проблемой при первых испытательных пусках Р-7).
Спрашивается в задачке: если пренебречь сопротивлением воздуха, то по какой траектории и с какой дальностью должны далее двигаться (и падать) блок Ц и ГЧ?
Варианты ответа:
А) по одной траектории, и упасть на Камчатке, в пределах полигона «Кура», (с небольшим различием по дальности и боковому отклонению),
Б) по разным траекториям, и блок Ц должен упасть ближе (где-то на материке), пролетев всего лишь порядка 4 тыс. км, а не на Камчатке.
Или, если в чистом виде, утверждается, что ГЧ многоступенчатой ракеты (не имеющая собственного двигателя), и имеющая маленькую массу, улетит дальше, чем сама последняя ступень (имеющая собственный двигатель, который их и разгонял вместе) и большую массу.
Повторюсь – по условиям дискуссии, сопротивлением воздуха пренебрегаем (хотя, ИМХО, оно будет иметь влияние только на последних сотнях километров). И речь не о космических пусках, а именно о баллистической ракете.
Предупреждая возможные земечания – из литературы и воспоминаний известен тот факт, что во время испытаний Р-7 (перед принятием ее на вооружение) в некоторых пусках ГЧ падала на камчатском полигоне вместе с блоком Ц (не отделившись от него, но тем не менее, отклонившись от «колышка» всего порядка 40 км).
Буду благодарен за комментарии к правильному решению задачки.
Не, это не в "юмор", тут плакать надо.
Сразу вспоминается учебник физики, где кто-то бородатый роняет с Пизанской башни перышко и ядро. Видно, у Вас был другой учебник.
Ну напишите вы второй закон Ньютона, распишите силы, действующие на отделяющиеся части РН на ПУТ, исключите оттуда аэродинамику и увидите эллиптические траектории. Голова ляжет чуть дальше, бак чуть ближе из-за различия в начальных условиях движения.
А не разделившиеся голова и ступень действительно упадут дальше от "колышка", т.к. Сх примерно тот же, а общая масса больше
(верните аэродинамику в систему ДУ и убедитесь в этом)
ЦитироватьГолова ляжет чуть дальше, бак чуть ближе из-за различия в начальных условиях движения.
Простите, не понял: что Вы называете "различиями в начальных условиях движения"?
Начальные условия у них одинаковые: ДУ отключилась, действие реактивной силы прекратилось, и они перешли в режим свободного падения, как одно тело.
Имея одну и ту же скорость и вектор (направление) движения.
Затем разделились. Если не учитывать действие толкателя, то их движение по-прежнему продолжается с той же скоростью и направлением, что и системы "ступень + ГЧ".
Откуда "различия в начальных условиях движения"?
Различия может внести только аэродинамика, на Луне ГЧ и ступень упали бы в одном месте, если пренебречь усилием толкателей.
ЦитироватьРазличия может внести только аэродинамика, на Луне ГЧ и ступень упали бы в одном месте, если пренебречь усилием толкателей.
Ок, спасибо!
ЦитироватьЕсли не учитывать действие толкателя, то их движение по-прежнему продолжается с той же скоростью и направлением, что и системы "ступень + ГЧ".
Откуда "различия в начальных условиях движения"?
Про неучет действия толкателя и неучет реактивной силы от вскрытия клапана в передней части топливного бака в условиях Вашей задачи ничего не говорилось. Зачем про них тогда вообще писать было?
И все равно, НУ движения - это не только вектор скорости, но и вектор положения (обычно ЦМ). Если вы не хотите упростить задачу до того, что ЦМ ГЧ и ступени совпадают (ГЧ находится внутри ступени), то различие в НУ все-таки есть.
Наибольшее влияние могут оказать начальные условия движения относительно ЦМ, причём и для головной части и для блока Ц. :)
Но, разумеется, только за счёт атмосферы. :)
ЦитироватьЧерез некоторое время происходит разделение блока Ц и ГЧ, с использованием пружинных толкателей, а начиная с некоторого пуска – еще и с вскрытием клапана в передней части топливного бака, для отвода блока Ц в сторону от ГЧ, во избежание их соударения (которое было проблемой при первых испытательных пусках Р-7).
Пружинные толкатели и сброс газообразного кислорода влияют на скорость ЦБ или нет?
ЦитироватьСпрашивается в задачке: если пренебречь сопротивлением воздуха, то по какой траектории и с какой дальностью должны далее двигаться (и падать) блок Ц и ГЧ?
Варианты ответа:
А) по одной траектории, и упасть на Камчатке, в пределах полигона «Кура», (с небольшим различием по дальности и боковому отклонению),
Если срабатывание пружинных толкателей и сброс газа из бака влияют на скорость ЦБ, то он упадет немного ближе ГЧ. Если не влияет - они упадут в одну точку, если не учитывать воздух.
Спасибо, в принципе ясно: все различия в дальности падения, если они будут, связаны только с наличием атмосферы, плюс с толчком в момент разделения 2-й ступени и ГЧ..
(Правда, я сильно подозреваю, что все равно они не дадут разницу в 2000 км для трассы Тюра-Там – Ключи).
Тогда предлагаю оценить мысленный эксперимент( в духе задачки про Аристотеля и тела разной массы, которые тормозят друг друга)... :)
Имеем тело массой М, выведенное на баллистическую траекторию на Луне. Оно падает на дистанции Д.
Затем запускаем то же тело, но разрезанное на сто блоков массой М/100 каждый, связанные между собой веревочкой в цилиндрический пакет , параллельный продольной оси ракеты (так, чтобы возможное отталкивание при их разделении было направлено в плоскости, перпендикулярной вектору движения, а не вдоль).
После вывода на пассивную траекторию - разрезаем ленточку, и дальше уже летит не одно тело массой М, а сто тел, каждое в сто раз легче первоначального.
По теории некоего товарища, они ВСЕ должны упасть много дальше, чем исходное тело, ибо - чем тело легче, тем дальше летит!
Каково?
Интересно, насколько дальше все они у него упадут? В сто раз?
ЦитироватьПо теории некоего товарища, они ВСЕ должны упасть много дальше, чем исходное тело, ибо - чем тело легче, тем дальше летит!
Каково?
Интересно, насколько дальше все они у него упадут? В сто раз?
Я немного не понял, Вы предлагает здесь, на форуме журнала "Новости космонавтики" в разделе "Средства выведения и другие технические вопросы" обсуждать фантазии "некоего товарища", который недоучил в школе элементарную физику?
ЦитироватьЯ немного не понял, Вы предлагает обсуждать фантазии "некоего товарища", который недоучил в школе элементарную физику?
Ну, хотя бы просто напишите, какой ответ будет правильный, по Вашему мнению.
Если со ссылкой на соответствующий параграф - было бы совсем заменчательно, но я не настаиваю...
Понимаете, я-то правильный ответ знаю (ну, или по крайней мере надеюсь, что знаю :lol: ), но мои аргументы он во внимание не принимает.
По моему опыту, на таких действует только одно - когда станет очевидно, что он стал посмешищем для окружающих.
Могу дать ссылку на соответствующую дискуссию - сможем посмеяться вместе...
Предложите ему кинуть два камня просто взяв их в руку и завернув их оба в пакет. ;)
Или просто дайте ему по роже за ИДИОТИЗМ. :lol:
В ЧД.
Нам и так уже хватает корундушки и еще пары клоунов.
ЦитироватьВ ЧД.
Я просто не очень ориентируюсь в форуме: ЧД - это Черная дыра?
Это и есть что-то вроде раздела для юмора или флуда?
(Там, кстати, тема со ссылкой на этого товарища уже есть - про "Перевал Дятлова", в последнем посте).
Товарищ любезно согласился продолжать ликбез в ЧД - http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=571765#571765 и далее
Лучше бы сразу вместе с этой темой...