Как понимать мощность ракетного двигателя?

[m_kristy]

Представим, что в пустом пространстве без гравитации из состояния покоя в ИСО начинает движение ракета массы $m$. Считаем, что масса ракеты не изменяется. Ракетный двигатель работает в одном режиме. Следовательно, на ракету будет действовать постоянная реактивная сила и ракета будет двигаться равноускоренно с ускорением $a$.

$V = at$ - уравнение скорости.
Мощность реактивной силы при этом равна $P=FV=Fat=ma^2t$.
То есть мощность реактивной силы растет линейно со временем.
Нет ли тут противоречия и как согласуется мощность реактивной силы ракетного двигателя и мощность самого ракетного двигателя? Ведь мощность ракетного двигателя должна быть постоянной (в 1 секунду сжигается 1 кг топлива).

[Munin]

m_kristy в сообщении #1099258 писал(а):

Считаем, что масса ракеты не изменяется.

Как увлекательно! За счёт чего же она будет двигаться? Вы ещё помните, как работает реактивный двигатель?

m_kristy в сообщении #1099258 писал(а):

Нет ли тут противоречия и как согласуется мощность реактивной силы ракетного двигателя и мощность самого ракетного двигателя? Ведь мощность ракетного двигателя должна быть постоянной (в 1 секунду сжигается 1 кг топлива).

Нет, здесь нету противоречия. И для реактивных двигателей вообще характеристикой является не мощность, а сила тяги.

Мощность постоянна для двигателей, опирающихся на какую-то опору. Это чаще всего автомобильные двигатели. Ещё мощностью характеризуются двигатели винтовых самолётов. Там она тоже постоянна (максимальная). А вот для реактивных двигателей это не так.

Если оценивать мощность сверху по энергоёмкости топлива (в 1 секунду сжигается 1 кг топлива), то вам придётся обратить внимание, что у движущегося топлива добавляется энергия, равная его кинетической энергии. И расчёт становится немножко другим.

[m_kristy]

Munin в сообщении #1099267 писал(а):

Как увлекательно! За счёт чего же она будет двигаться? Вы ещё помните, как работает реактивный двигатель?

Разве это принципиально – учитывать изменение массы? (тут был бред)

Munin в сообщении #1099267 писал(а):

Если оценивать мощность сверху по энергоёмкости топлива (в 1 секунду сжигается 1 кг топлива), то вам придётся обратить внимание, что у движущегося топлива добавляется энергия, равная его кинетической энергии. И расчёт становится немножко другим.

Но все равно полезная мощность, идущая на увеличение кинетической энергии ракеты, с некоторого момента времени превзойдет мощность двигателя?

[Munin]

m_kristy в сообщении #1099273 писал(а):

Разве это принципиально – учитывать изменение массы?

Сила тяги, которую создаёт реактивный двигатель, равна импульсу, передаваемому рабочему телу (выброшенным газам), поделённому на единицу времени. Импульс поделить, а не газы. То есть, $dI=F\,dt=dm\,v,$ и отсюда $F=v\,(dm/dt).$ То есть, попросту, сила тяги равна скорости истечения, помноженной на скорость расхода массы.

Конечно, можно включить двигатель кратковременно, чтобы массу ракеты существенно не потерять. Но масса рабочего тела всё-таки должна как-то играть роль в расчётах.

m_kristy в сообщении #1099273 писал(а):

Но все равно полезная мощность, идущая на увеличение кинетической энергии ракеты, с некоторого момента времени превзойдет мощность двигателя?

А почему бы нет?

Заметьте, что в этой ситуации выброшенное рабочее тело будет тормозиться, по сравнению с ракетой. То есть, в ракете у него будет большая кинетическая энергия, а потом - меньше. То есть, кинетическая энергия будет отниматься от этого рабочего тела, и передаваться ракете.

[amon]

amon в сообщении #1073999 писал(а):

7. Как летают ракеты

[svv]

m_kristy в сообщении #1099273 писал(а):

Разве это принципиально – учитывать изменение массы?

Да. В пустом пространстве без гравитации ракета ускоряется благодаря выбрасыванию части своей массы с большой скоростью.

Вы, наверное, думали, что газы выбрасываются из ракеты просто потому, что они отработаны и больше не нужны? И что, в принципе, можно было бы их не выбрасывать и накапливать на ракете (из соображений экологичности, например), лишь бы двигатель работал?