Лазерный ракетный двигатель
4/10Предложен следующий проект ракетного двигателя: луч лазера направляется на кусок льда, помещённого в резервуар с отверстием площадью \(S\). Мощность лазера \(N\) полностью идёт на испарение льда, в который добавлен чёрный краситель. Удельная теплота испарения льда равна \(\lambda\), плотность образовавшихся паров \(\rho\). Найдите силу тяги такого двигателя.
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(F = \dfrac{1}{\rho S}\left(\dfrac{N}{\lambda}\right)^2\).
РешениеЗа время \(\Delta t\) через отверстие площадью \(S\) из резервуара выходит масса пара, равная \(\Delta m = \dfrac{N\Delta t}{\lambda} = \rho Sv\Delta t\), со скоростью \(v = \dfrac{1}{\rho S}\cdot\dfrac{N}{\lambda}\). Поэтому сила тяги такого двигателя равна \[F = \dfrac{\Delta m\cdot v}{\Delta t} = \dfrac{N}{\lambda}v = \dfrac{1}{\rho S}\left(\dfrac{N}{\lambda}\right)^2.\]
Похожие задачи
- Дополнительная тяга локомотива «Бельчонок» 2021/22, 11 кл.
- Тяга локомотива при загрузке песком «Бельчонок» 2024/25, 11 кл.
- Флайборд над водой «Надежда энергетики» 2022/23, 10 кл.
- Мощность флайборда «Надежда энергетики» 2022/23, 9 кл.
- Мощность двигателей Сатурна-5 Физтех 2024/25, 11 кл.
- Погрузка песка на ленту СПбГУ 2010/11, 9 кл.