Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 11656
2019-11-24 
Как световое давление ориентирует относительно Солнца космический корабль сферической формы, одна половина которого зеркальная, а другая - черная, полностью поглощающая излучение Солнца? Центр тяжести корабля находится в центре сферы.
Решение:
Предположим, что корабль ориентирован так, что солнечные лучи попадают как на зеркальные, так и на черные участки его поверхности (рис.). Световое давление связано с тем, что фотоны, попадающие нй поверхность, изменяют свой импульс. Если свет попадает на зеркальную поверхность, он отражается так, что выполняется закон отражения: угол падения светового луча равен углу отражения. Нетрудно сообразить, что в этом случае импульс фотона меняется на вектор, перпендикулярный участку поверхности корабля, то есть идущий по радиусу. В соответствии со вторым и третьим законами Ньютона (см. задачу 11655) на корабль при этом действует сила, равная изменению импульса пучка фотонов в единицу времени. Эта сила направлена вдоль радиуса корабля. Она не создает момента, поворачивающего корабль вокруг его центра
Иное дело с давлением на зачерненную поверхность корабля. Так как она поглощает излучение Солнца, то сила, действующая на корабль при падении фотона, направлена вдоль пучка. Эта сила создает момент, поворачивающий корабль так, что обращенной к Солнцу оказывается зеркальная поверхность корабля.
Очевидно, что положение корабля, при котором к Солнцу обращена его зачерненная поверхность, тоже будет положением равновесия. Однако это положение равновесия неустойчиво. Если корабль по каким-то случайным причинам немного повернулся относительно Солнца, то он будет разворачиваться до тех пор, пока не повернется к Солнцу зеркальной стороной.
Как световое давление ориентирует относительно Солнца космический корабль сферической формы, одна половина которого зеркальная, а другая - черная, полностью поглощающая излучение Солнца? Центр тяжести корабля находится в центре сферы.
Решение:
Предположим, что корабль ориентирован так, что солнечные лучи попадают как на зеркальные, так и на черные участки его поверхности (рис.). Световое давление связано с тем, что фотоны, попадающие нй поверхность, изменяют свой импульс. Если свет попадает на зеркальную поверхность, он отражается так, что выполняется закон отражения: угол падения светового луча равен углу отражения. Нетрудно сообразить, что в этом случае импульс фотона меняется на вектор, перпендикулярный участку поверхности корабля, то есть идущий по радиусу. В соответствии со вторым и третьим законами Ньютона (см. задачу 11655) на корабль при этом действует сила, равная изменению импульса пучка фотонов в единицу времени. Эта сила направлена вдоль радиуса корабля. Она не создает момента, поворачивающего корабль вокруг его центра
Иное дело с давлением на зачерненную поверхность корабля. Так как она поглощает излучение Солнца, то сила, действующая на корабль при падении фотона, направлена вдоль пучка. Эта сила создает момент, поворачивающий корабль так, что обращенной к Солнцу оказывается зеркальная поверхность корабля.
Очевидно, что положение корабля, при котором к Солнцу обращена его зачерненная поверхность, тоже будет положением равновесия. Однако это положение равновесия неустойчиво. Если корабль по каким-то случайным причинам немного повернулся относительно Солнца, то он будет разворачиваться до тех пор, пока не повернется к Солнцу зеркальной стороной.
