2019-05-10
Ракета должна покинуть гравитационное поле Земли. Количество топлива в ее главном двигателе немного меньше, чем это необходимо. Но можно воспользоваться еще и вспомогательным двигателем, правда лишь на короткое время. Когда лучше всего включить вспомогательный двигатель: во время взлета или когда ракета практически остановится относительно Земли? Или это не имеет значения?
Решение:
Считается, что потенциальная энергия тела на поверхности Земли отрицательна, а на бесконечности - равна нулю. Энергия ракетного топлива, израсходованная во время действия двигателей, увеличивает полную энергию ракеты. Ракета может покинуть поле тяготения Земли, если сумма ее потенциальной и кинетической энергий станет положительной.
Однако скорость, с которой продукты сгорания падают на Землю, зависит от выбора времени работы ракетных двигателей. Действительно, если вспомогательный двигатель начинает работать, когда ракета находится на большой высоте, то продукты сгорания падают дольше и, когда они ударяются о землю, их скорость и полная энергия больше, чем для случая расходования того же топлива у поверхности Земли. Таким образом, чем раньше включен вспомогательный двигатель, тем больше энергия, приобретаемая ракетой.
Это означает, что необходимо тратить все ракетное топливо вблизи Земли и как можно быстрее, применяя как можно более жесткие условия горения.