物理学难道被推翻了?研究做功问题时,遇到一个悖论,要么是我疯了,要么是物理学被推翻了.

问题描述：

物理学难道被推翻了?研究做功问题时,遇到一个悖论,要么是我疯了,要么是物理学被推翻了.
假设一个火箭的功率P为一固定值,那么此火箭的推力F也应该是固定的吧?
假设太空中运行,没有任何阻力,也远离地球,不需要克服任何引力.
此时火箭启动,因为刚启动时其初速比较低,那么在时间T内运行的路程S1也比较小,那么火箭在这段时间内做的功W1=F*S1.
当火箭运行一段时间之后,假设其速度已经相当快,比如100KM/S,那么此时在一段时间T内运行的路程假设为S2,因为这时候火箭速度相当快,所以必然有S2>S1,而火箭的推力F不变,那么在这个T时间内火箭所做的功W2=F*S2,显然有W2>W1,又因为我们前后计算时候所用的时间片段都是T,那么又有P2>P1,显然这与我们假设的火箭功率不变是矛盾的,郁闷啊.这是为啥啊?
如果按照这个推论,岂不是火箭速度越快,其瞬间功率就越大?可是,理论上只要火箭保持相同的推力即可,不需要加大功率啊.这是为啥?

1个回答分类：物理 2014-11-10

问题解答：

我来补答

功率和推力是不能相提并论的,这个前面的已经说过,我就不提了
你主要错误在于你认为假设火箭以相同的功率往后方喷射相同质量的等离子体,那么推力不就是固定的吗?
那么我们来看一下
根据冲量定理有FT=MV末-MV初
冲量等于物体动量的变化,
那么力是相互的,火箭的推力来自于向后喷射等离子体的反冲力
如果力是不变的,那么连续两个相同时间T1,T2内,FT不变,假设T1后等离子体喷射速度为V1,T2后等离子喷射速度为V2,且喷射的等离子体的质量都为m
也就是MV1-MV0=MV2-MV1,
那么可以得出V2》V1,
要保持火箭推动力不变,且喷射的等离子质量不变,那么就要求等离子体向后喷射的速度更快,
这样很容易得出火箭发动机的功率增大了.

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