求個解
2024-05-07 22:47:45
作者: 塵埃與我
關於阿克萊公式推出來的飛行器速度,和根據動能定理推出來的速度,為什麼差距會那麼大啊?我這指的是低光速的情況下,比如光速1%,結果我的誤差多達十倍,究竟是哪裡出錯了?
情況大概是這樣的,假設,嗯,假設核聚變引擎的質能轉換率在0.23%,工質噴射速度約為0.05倍光速,飛行器自重2噸,滿載核燃料500公斤,加起來2.5噸,干質比1.25,現在要把飛行器加速度到光速的1%,問可能嗎?為什麼?
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我這兩天看到這個問題,一直在算,但就是算不對。
我不管是根據齊奧爾科夫斯基公式(V1=W1*lnM/m。),還是阿克萊公式(M/m=(1+V1/1-V1)的C/2*W1次方)【註:V1是飛行器最終速度,W1是燃料工質噴射速度0.05倍光速,M是飛行器初始質量2.5噸,m是飛行器最終質量2噸,M/m是干質比1.25。】
按照以上的數據,算出來的飛行器速度,最大值都超過了光速的1%。
但問題是,用飛行器的速度,反過來去套動能定理和質能方程,就不對了。根據E1=1/2mv²來算,當飛行器速度為光速的1%,也就是3000km/s時,飛行器的動能E1為0.5x2000kgx(3000km/s)²,計算得出E1=9x10的15次方。
可是,用質能方程來算,核燃料500公斤,質能轉換率為0.23%(氦三+氦三聚變的),根據E2=0.23%mc²,E2=0.23%x500kgx(9x10的16次方),最後計算得出E2=10.35x10的16次方,跟上面的E1相比,多了十來倍。
我就納悶兒了,為什麼會誤差這麼大?就算加上一些能量利用率的問題,也不至於這麼大呀,我這個半吊子貨想了兩天,硬是想不通,有懂這塊的大神,給指出下問題嗎?是我計算出錯了吧?到底錯哪兒了?
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