超级军网求科普，火箭在外太空的功率是怎么算的
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/05/02 16:27:54
这是一个我好久没想明白的问题，希望能够得到高手解答。以地球为参照点，发射一个火箭到外太空，假设火箭的推力一定，那么相对于地球的速度就是不断增加的，那么火箭的功率要是按照P=FV来计算，就是不断增加的。这显然不对，但是错在哪里呢？这是一个我好久没想明白的问题，希望能够得到高手解答。以地球为参照点，发射一个火箭到外太空，假设火箭的推力一定，那么相对于地球的速度就是不断增加的，那么火箭的功率要是按照P=FV来计算，就是不断增加的。这显然不对，但是错在哪里呢？
火箭发动机功率可以用P=0.5*F*V来计算，V为喷流速度也就是比冲
lsquirrel 发表于 2014-9-30 14:36
火箭发动机功率可以用P=0.5*F*V来计算，V为喷流速度也就是比冲
谢谢。这个V是以火箭为参考系计算的吧。可是我的算法，究竟哪里出了问题呢
火箭发动机功率可以用P=0.5*F*V来计算，V为喷流速度也就是比冲
谢谢。这个V是以火箭为参考系计算的吧。可是我的算法，究竟哪里出了问题呢
用行动说话，顶起没商量
伟大的猪排 发表于 2014-9-30 14:40
谢谢。这个V是以火箭为参考系计算的吧。可是我的算法，究竟哪里出了问题呢
火箭发动机比冲是3000牛*秒/千克，喷流速度就是3000米/秒，不用去考虑什么参照系
谢谢。这个V是以火箭为参考系计算的吧。可是我的算法，究竟哪里出了问题呢
火箭发动机比冲是3000牛*秒/千克，喷流速度就是3000米/秒，不用去考虑什么参照系
lsquirrel 发表于 2014-9-30 15:05
火箭发动机比冲是3000牛*秒/千克，喷流速度就是3000米/秒，不用去考虑什么参照系
低于光速的时候，所以速度都必须有参考系才有意义好吧。喷流速度当然是以火箭本身作为参考系的
火箭发动机比冲是3000牛*秒/千克，喷流速度就是3000米/秒，不用去考虑什么参照系
低于光速的时候，所以速度都必须有参考系才有意义好吧。喷流速度当然是以火箭本身作为参考系的
伟大的猪排 发表于 2014-9-30 14:40
谢谢。这个V是以火箭为参考系计算的吧。可是我的算法，究竟哪里出了问题呢
那么相对于地球的速度就是不断增加的，那么火箭的功率要是按照P=FV来计算，就是不断增加的。
火箭质量是在不断变化的，而W=FS和P=FV默认是定质量问题或者质量变化很小的物体
谢谢。这个V是以火箭为参考系计算的吧。可是我的算法，究竟哪里出了问题呢
那么相对于地球的速度就是不断增加的，那么火箭的功率要是按照P=FV来计算，就是不断增加的。
火箭质量是在不断变化的，而W=FS和P=FV默认是定质量问题或者质量变化很小的物体
伟大的猪排 发表于 2014-9-30 15:07
低于光速的时候，所以速度都必须有参考系才有意义好吧。喷流速度当然是以火箭本身作为参考系的
我是说你不用考虑这个速度的参照系问题，直接用就是了
低于光速的时候，所以速度都必须有参考系才有意义好吧。喷流速度当然是以火箭本身作为参考系的
我是说你不用考虑这个速度的参照系问题，直接用就是了
两种计算，1个是热功率，用燃料热值乘以燃烧效率。第二个是机械功率，是质点组（喷流和箭体都算）的总机械能增加量除以时间，使用动量守恒约束，最后你会发现计算结果是个与参照系（惯性系）无关的定值。
火箭的功率计算里面
P=FV
F是固定的
你如果对v积分最后算出来就是火箭的总功率
而火箭的额定功率因为是加速过程
所以是不能用这个公式来算的
要算火箭的额定功率也就是平均功率要用W/t来计算
火箭的总功W=FS
F和S都要积分算
火箭的功率计算里面
P=FV
F是固定的
你如果对v积分最后算出来就是火箭的总功率
而火箭的额定功率因为是加速过程
所以是不能用这个公式来算的
要算火箭的额定功率也就是平均功率要用W/t来计算
火箭的总功W=FS
F和S都要积分算
楼主勤于思考，是一个好孩子。你的问题，答案在于， 功率是和参考系有关系的。上面各楼的解答常常纠结于火箭质量变化。所以我可以改写一下楼主的问题，就看得更清楚了。
假设，有两个火箭，在楼主所处的地球看来，一个从西往东以10公里每秒的速度运行；一个从西往东以20公里每秒的速度运行。这些速度怎么来的我们不管，可能是第一级加速得来。反正他们两个一模一样，就是速度不一样。这两个火箭在经过楼主头顶上方的时候点火。这时候楼主会发现速度高的那个火箭此时的功率是速度低的那个火箭此时功率的两倍。
没啥奇怪，功率就是两倍。可是如果要算燃料燃烧释放出来的化学功率，楼主不仅要计算火箭获得的动能增量，也得计算喷射出去的废气的动能。快的那个火箭，喷出的气在楼主看来速度慢（是相对于楼主，不是相对于火箭），而慢的那个火箭，喷出的气体速度快，获得的功率多。把各自火箭的箭体获得功率和废气获得功率相加，楼主会发现他们相等，等于燃烧放出的化学功率。
假设，有两个火箭，在楼主所处的地球看来，一个从西往东以10公里每秒的速度运行；一个从西往东以20公里每秒的速度运行。这些速度怎么来的我们不管，可能是第一级加速得来。反正他们两个一模一样，就是速度不一样。这两个火箭在经过楼主头顶上方的时候点火。这时候楼主会发现速度高的那个火箭此时的功率是速度低的那个火箭此时功率的两倍。
没啥奇怪，功率就是两倍。可是如果要算燃料燃烧释放出来的化学功率，楼主不仅要计算火箭获得的动能增量，也得计算喷射出去的废气的动能。快的那个火箭，喷出的气在楼主看来速度慢（是相对于楼主，不是相对于火箭），而慢的那个火箭，喷出的气体速度快，获得的功率多。把各自火箭的箭体获得功率和废气获得功率相加，楼主会发现他们相等，等于燃烧放出的化学功率。
那么相对于地球的速度就是不断增加的，那么火箭的功率要是按照P=FV来计算，就是不断增加的。
火箭质量 ...
大学普通物理里力学部分就有个公式，变质量问题
火箭质量 ...
大学普通物理里力学部分就有个公式，变质量问题
lsquirrel 发表于 2014-9-30 15:16
那么相对于地球的速度就是不断增加的，那么火箭的功率要是按照P=FV来计算，就是不断增加的。
火箭质量 ...
和质量没关系吧，不管火箭是1吨还是100吨，出力和速度一样，功率就是一样的
那么相对于地球的速度就是不断增加的，那么火箭的功率要是按照P=FV来计算，就是不断增加的。
火箭质量 ...
和质量没关系吧，不管火箭是1吨还是100吨，出力和速度一样，功率就是一样的
miaomiaomiao 发表于 2014-9-30 15:21
两种计算，1个是热功率，用燃料热值乘以燃烧效率。第二个是机械功率，是质点组（喷流和箭体都算）的总机械 ...
谢谢，虽然没计算但是从能量守恒的观点来看不会错的
两种计算，1个是热功率，用燃料热值乘以燃烧效率。第二个是机械功率，是质点组（喷流和箭体都算）的总机械 ...
谢谢，虽然没计算但是从能量守恒的观点来看不会错的
锻铁 发表于 2014-9-30 16:12
楼主勤于思考，是一个好孩子。你的问题，答案在于， 功率是和参考系有关系的。上面各楼的解答常常纠结于火 ...
谢谢你的耐心解答，你的新描述也能减少歧义。可是我不确定你是对的，因为如10楼所说，这个公式只适用于匀速情况，实际上是dp=f*dv
楼主勤于思考，是一个好孩子。你的问题，答案在于， 功率是和参考系有关系的。上面各楼的解答常常纠结于火 ...
谢谢你的耐心解答，你的新描述也能减少歧义。可是我不确定你是对的，因为如10楼所说，这个公式只适用于匀速情况，实际上是dp=f*dv
楼主你说的显然是正确的，随着速度增加，功率也在增加这不是很正常的嘛？
为什么喷气式的发动机不用“功率”而用“推力”来衡量发动机的能量输出，就是为了避免这个问题啊
为什么喷气式的发动机不用“功率”而用“推力”来衡量发动机的能量输出，就是为了避免这个问题啊
额，火箭发动机都是讲究总冲 和比冲吧
Oberth效应表示。。。LZ你是不是在找我？
伟大的猪排 发表于 2014-9-30 20:48
谢谢你的耐心解答，你的新描述也能减少歧义。可是我不确定你是对的，因为如10楼所说，这个公式只适用于匀 ...
我说的自然是对的，变速运动在一瞬间也可以看成是匀速。对于变速运动，你也需要用一瞬间的匀速来写出微分公式。纠结于变速还是匀速无助于你理解这个问题。在两个火箭经过你头顶时点火的一瞬间，我的描述是对的。剩下的，你对写出来的微分公式进行积分即可得到全部解。
谢谢你的耐心解答，你的新描述也能减少歧义。可是我不确定你是对的，因为如10楼所说，这个公式只适用于匀 ...
我说的自然是对的，变速运动在一瞬间也可以看成是匀速。对于变速运动，你也需要用一瞬间的匀速来写出微分公式。纠结于变速还是匀速无助于你理解这个问题。在两个火箭经过你头顶时点火的一瞬间，我的描述是对的。剩下的，你对写出来的微分公式进行积分即可得到全部解。
http://bbs.9ifly.cn/thread-1559-1-1.html
非相对论情况下实际的有效功率，有计算过程。
P = dEk / dt = 1/2 * F * V
或者 P = 1/2 * F * Isp * g （Isp单位取秒）
非相对论情况下实际的有效功率，有计算过程。
P = dEk / dt = 1/2 * F * V
或者 P = 1/2 * F * Isp * g （Isp单位取秒）
无非是实际上在地球看来的推进力随着速度变大而同步变小的缘故。
要测火箭的推力，可以假象在火箭后面放块板，看气体冲到板子上给多少力。但在地球参照系上看，板子肯定应该是相对地球静止的。火箭喷的气体的速度对于火箭是一定的，所以对于试探的板子就不是一定的，是喷气速度减此时火箭速度，后者可以相当接近前者。所以板子的受力，也就是推力，也是不断减小的。。。
要测火箭的推力，可以假象在火箭后面放块板，看气体冲到板子上给多少力。但在地球参照系上看，板子肯定应该是相对地球静止的。火箭喷的气体的速度对于火箭是一定的，所以对于试探的板子就不是一定的，是喷气速度减此时火箭速度，后者可以相当接近前者。所以板子的受力，也就是推力，也是不断减小的。。。
另外还有,燃烧燃料的功率是既给火箭也给喷的气.开始速度为0的时候是没有推进火箭的功率,但推进喷的气的功率可是最大所以燃料也没白烧