Siła ciągu
Z Wikipedii
Siła ciągu (ciąg) - siła będąca wynikiem działania silnika pojazdu, obiektu pływającego lub latającego. Siła ciągu jest siłą reakcji - powstaje zgodnie z III zasadą dynamiki - w wyniku oddziaływania układu napędowego pojazdu z innymi ciałami.
W przypadku gdy na ciało nie działają inne siły, siła ciągu wywołuje przyspieszenie ciała a jej wartość określa II zasady dynamiki Newtona
gdzie
- - a - przyspieszenie uzyskiwane przez pojazd,
- - m - masa pojazdu.
Wartość siły ciągu jest liczbowo równa sile oddziaływania układu napędowego na otoczenie ale zwroty obu sił są przeciwne.
[edytuj] Przykłady
[edytuj] Siła ciągu silnika samochodowego
Silnik wprawia w ruch obrotowy koła samochodu. Dzięki sile tarcia statycznego pomiędzy oponą o nawierzchnią jezdni, samochód działa na jezdnię pewną siłą skierowaną do tyłu. Jezdnia działa na samochód siłą równą co do wartości ale skierowaną do przodu - jest to siła ciągu.
[edytuj] Siła ciągu śruby okrętowej
Śruba okrętowa na statku nadaje energię kinetyczną wodzie skierowując ją do tyłu. II zasadę dynamiki można zapisać w tej sytuacji w postaci uogólnionej
gdzie dp/dt jest prędkością zmiany pędu statku. Zgodnie z zasadą zachowania pędu, zmiana pędu wody jest taka sama, zatem
gdzie
- - m jest masą wprawianej w ruch wody,
- - dv/dt - przyspieszeniem nadawanym wodzie.
Wynika stąd, że siła ciągu wzrośnie, jeżeli zwiększy się rozmiar śruby i zwiększy się prędkość jej obrotów.
[edytuj] Siła ciągu silnika rakiety
Zobacz więcej w osobnym artykule: Ciąg silnika lotniczego.Siła ciągu w tym przypadku można wyznaczyć podobnie jak dla śruby okrętowej, z tą jednak różnicą, że masa rakiety zmniejsza się podczas rozpędzania (rakieta zużywa paliwo). Inaczej mówiąc - ośrodek, od którego rakieta się odpycha, musi ona zabrać ze sobą. Siła ciągu rakiety jest definiowana wzorem:
gdzie
- - v - prędkość wylotowa,
- - dm/dt - szybkość spalania paliwa.
Aby, znając siłę ciągu, wyznaczyć przyspieszenie uzyskiwane przez rakietę, należy uwzględnić zmieniającą się masę rakiety.
