Siła ciągu

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Siła ciągu (ciąg) – siła będąca wynikiem działania silnika pojazdu, obiektu pływającego lub latającego. Siła ciągu jest siłą reakcji i 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 zasada dynamiki Newtona

gdzie

aprzyspieszenie uzyskiwane przez pojazd (m/s2),
mmasa pojazdu (kg).

Wartość siły ciągu jest liczbowo równa sile oddziaływania układu napędowego na otoczenie, ale zwroty obu sił są przeciwne.


Przykłady[edytuj]

Siła ciągu silnika samochodowego[edytuj]

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 reakcji o takiej samej wartości ale skierowaną do przodu – jest to siła ciągu.

Siła ciągu śruby okrętowej[edytuj]

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 – masa wprawianej w ruch wody,
dv/dt – przyspieszenie nadawane wodzie.

Wynika stąd, że siła ciągu wzrośnie, jeżeli zwiększy się rozmiar śruby (wówczas zwiększy się ilość wprawianej w ruch wody) i zwiększy się prędkość obrotów śruby (zwiększy się prędkość wody).

Siła ciągu silnika rakiety[edytuj]

Siłę 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 określona wzorem:

gdzie

v – prędkość wylotowa (m/s),
dm/dt – szybkość spalania paliwa (kg/s).

Przy uwzględnieniu innych czynników wzór przybierze postać[1]

+ A (pw – pa)

gdzie

pwciśnienie w strumieniu czynnika roboczego (Pa)
pa – ciśnienie w ośrodku zewnętrznym (Pa)
Apole powierzchni przekroju poprzecznego dyszy wylotowej (m2)

Przypisy

  1. Praca zbiorowa Kopernik, astronomia, astronautyka : przewodnik encyklopedyczny pod red. Włodzimierza Zonna, Warszawa, PWN, 1973, str. 58, hasło "ciąg silnika (rakietowego)".

Zobacz też[edytuj]

Linki zewnętrzne[edytuj]