初始速度大於末速度怎麼算?使用者2574189600422019-10-13 23:09:26

引用密舍爾斯基方程(或稱變質量運動方程),首先需要估計噴射的相對速度。現在通常使用的α射線(氦核)速度約為光速的0。05至0。1倍,而設定上“行星發動機”採用的應該是重核聚變(噴出產物的相對速度可能稍慢),所以不妨估計:發動機噴出產物的相對速度為0。01倍光速。這個速度在精度要求不高時仍滿足“遠小於光速”、可以直接引用伽利略變換中的密舍爾斯基方程而不必考慮相對論。

忽略外力時,列出系統動量守恆的方程、並求解:

其中初始質量M(即加速前地球的質量)、噴射相對速度u(≈0。01c)已知。由於末速度為0。005c、遠大於地球在太陽系內的速度(因而更加遠大於地球逃逸出太陽系後的速度),所以可以近似地把速度增量Δv取為末速度0。005c。這樣,完成加速後,地球剩下的質量(佔初始質量的比例)為:

即,在該設定下,地球要拋掉約40%的質量,才能加速至光速的千分之五。

當然,這個估計肯定是不準確的,因為關鍵引數——相對噴射速度u估計值的誤差可能很大。如果換用其他的數值,可以得到很不同的結果:如果把u提高一個量級至0。1c,則剩下的質量相對值為0。951、對應拋棄質量相對值為4。9%;如果把u降低一個量級至0。001c,則剩下的質量相對值只有0。00674、對應拋棄質量相對值為99。3%。