Двигатель для межзвёздных перелётов

[Vavanzer]

Закон сохранения импульса в школе проходят.
Может быть вам стоит не тратить время на великие открытия, а все-таки пройти прогулянный школьный курс физики?

  И , еще раз задам этот вопрос.
 Мало ли что там проходят!
 Вначале импульс ракеты как системы был равен нулю.
Количество движения в пространстве тоже.
 Но после высвобождения химической энергии система начала разделяться, и у разных ее частей появилось количество движения. Они начали перемещаться в пространстве. Что то ведь изменилось. Она теперь совершенно в другом состоянии находится!  Да, 2 ее части приобрели некий "полезный" импульс с противоположным знаком. А сколько еще "безполезного" выброшено было? Который не пошел в движение по оси. Часть ушла в расширение газовой струи, где молекулы движутся под углом к оси. Часть еще в движке погасилась об стенки и превратилась в банальный нагрев... Те не все спрятанное в энергии химических связей "количество движения" пошло на пользу, так сказать. И превратилось в излучение или бесполезный пробег с поперечной составляющей.

   Тут вот такое дело. Обычный школьный закон сохранения импульса не подразумевает, что после разделения с одной из частей будет что-то происходить еще. Во внутренней структуре, того же самого облака выброшенного газа. Он рассматривает лишь как единое целое все предметы.
  Ладно, еще покопаюсь в этом направлении. Мож что то более убедительное найду!

[Vavanzer]

  Да, вот еще пример. Наглядный.
Куда девается привычный "механический" импульс у любого остывающего в вакууме тела? Молекулы останавливаются постепенно. Взаимодействуя лишь между собой в замкнутой системе. Передавая свое движение в энергию квантов, распространяющихся в различных направлениях хаотичных.
  По привычному же закону сохранения, они должны вечно находиться в броуновском движении упругих столкновений. Те изза электромагнитной составляющей у нас нет абсолютно упругих столкновений.
   
   В реальной жизни при взаимодействии предметов у нас тоже часть импульса уходит именно на локальное воздействие на молекулы (деформации структуры + нагрев). Т.е абсолютно неупругих столкновений тоже не бывает.
  И в реальных взаимодействиях привычный импульс P= mv не сохраняется. Есть "не механические" потери. На которых мы и можем что то вырулить! 

[Лунный заяц]

Как он , импульс суммарный останется прежним, если часть энергии, то бишь скорости, уйдет на охлаждение газа за счет излучения?

Если у нас любое тело горячее в вакууме просто стоит остывает за счет излучения, и молекулы все медленнее и медленнее, пока почти не остановятся, достигнув некоторой равновесной температуры...

При излучении некоторый импульс действительно уйдёт. Вы можете посветить фонариком (хотя бы тем, что в телефоне) в космос, фотоны улетят и унесут некий импульс с собой, фонарик и вы с ним полетите в противоположную сторону, однако сообщённая вам скорость будет совершенно ничтожна и необнаружима, поскольку импульс фотонов катастрофически мал.

В самом деле, энергия фотона \( E=h\nu \), но импульс \( p=h\nu/c \). То есть импульс меньше энергии на величину скорости света! Пучок света, несущий энергию 1 Дж, переносит импульс всего лишь 1/300000000 кг·м/с. Поэтому использовать свет для реактивного движения очень неэффективно.

[Vavanzer]

поскольку импульс фотонов катастрофически мал.

  Вопрос еще в том, что такое фотон, и в какую сторону он полетит!  Вот к примеру столкнем 2 атома по одной оси, с высокой точностью. Они отскочат. Родится к тому же тот самый фотон. Точнее квант электромагнитного излучения.  Ему доступны все 360°, перпендикулярно оси столкновения))) Куда он полетит? Куда понесет свой импульс!?)))
 

[Vavanzer]

В самом деле, энергия фотона E=hν
�
=
ℎ
�
, но импульс p=hν/c
�
=
ℎ
�
/
�
. То есть импульс меньше энергии на величину скорости света! Пучок света, несущий энергию 1 Дж, переносит импульс всего лишь 1/300000000 кг·м/с.

  А пучок протонов, летящий со скоростью 0.9с, имеющий энергию в 1 Дж ? (Без релятивистских поправок)
  Масса протона 1,6726Е-27 кг.
  Энергия 1 протона на 0.9с, соответственно 6,0966Е-11 Дж.
 В одном джоуле получаем 16,4Е+12 протонов. Которые весят 2,74Е-17 кг.
  Ну и умножим это на 270 000 000м/с.
 Получим 0.000 000 007 407 кг•м/с,
или 1/135007425 , против 1/300000000 у того 1-джоулевого фотона.

  И, что за фотон такой, который имеет энергию в 1 джоуль!?)))) Гдет далеко за краем гамма-диапазона!)))
(Хотя, какая разница, 1джоуль из множества любых фотонов будет иметь тот же импульс).
 

вы с ним полетите в противоположную сторону, однако сообщённая вам скорость будет совершенно ничтожна и необнаружима, поскольку импульс фотонов катастрофически мал.

  Вот на этом и получится сыграть! Переводим через тепловую энергию в энергию излучения фотонов, у которых абсолютно бесполезный импульс, да еще и во все стороны!

[Лунный заяц]

  Вопрос еще в том, что такое фотон, и в какую сторону он полетит!  Вот к примеру столкнем 2 атома по одной оси, с высокой точностью. Они отскочат. Родится к тому же тот самый фотон. Точнее квант электромагнитного излучения.  Ему доступны все 360°, перпендикулярно оси столкновения))) Куда он полетит? Куда понесет свой импульс!?)))

Учёные считают, что в этом случае родятся два фотона с противоположным импульсом 

Вот на этом и получится сыграть! Переводим через тепловую энергию в энергию излучения фотонов, у которых абсолютно бесполезный импульс, да еще и во все стороны!

Как бы идея световой ракеты не нова, но тепловое излучение даст очень мало импульса, лучше уж руками камни кидать, больше отдачи будет 

[Иван Моисеев]

Обычный школьный закон сохранения импульса не подразумевает

Обычный школьный закон сохранения импульса подразумевает сохранение импульса.
Чтобы вы (и миллионы других) не выдумывали.

[Vavanzer]

Учёные считают, что в этом случае родятся два фотона с противоположным импульсом 

  Им еще надо выбрать куда разлетаться, по кругу плоскости )))
 И вообще, почему два. При обычном тепловом  столкновении у нас один образуется, (а мож и не один, а куча, да еще и с разной частотой).
 Кстати если что, речь не аннигиляции.  А об упругом столкновении, порождающем тепловое излучения!
  И еще, какие фотоны образуются при непрямом упругом столкновении!?) В какую сторону летят?
  Связь между температурой излучателя и распределением энергии в непрерывном спектре нам известна. Знач можно выйти и на энергии,  скорости и на импульсы соударений отдельных молекул, порождающих фотоны соответствующей энергии.

[Vavanzer]

Обычный школьный закон сохранения импульса подразумевает сохранение импульса.
Чтобы вы (и миллионы других) не выдумывали.

  А мне ничто не мешает попытаться этот закон разложить чуть ли не до каждого атома, электрона, и фотона,  из которых состоят предметы и взаимодействия, рассматриваемые "школьными законами")))

   Хотите еще один прикол? С импульсом. Сейчас только придумал.
  Ракета выстреливает снаряд, который тормозится о что то мягкое... Как импульс распределится!?)
 Еще примеры. Метеориты, сгорающие в атмосфере. От которых энергия теряется на нагреве и завихрениях воздуха, и не передается Земле.
 Амортизаторы гидро и пневмо (которые гасят раскачку,  т.е (условно "бесконечные" упругие колебания, тупо переводя их в тепло).
  Даже просто передав удаоный импульс какой то отдельной пружине, ну никак не получится сделать так, чтобы ни один микропроцент его не расределился в хаотичном движении молекул по мере его передачи от начала до конца конструкции!
  Так же и если стрелять пулями в желе, часть ее энергии рассеется в разные стороны удаоными волновыми импульсами и в нагрев, и не вся она проучаствует в ускорении тележки с этим желе))

 Так что возможно что "безопорному" звездолету суждено быть!

[Лунный заяц]

Кстати если что, речь не аннигиляции.  А об упругом столкновении, порождающем тепловое излучения!
  И еще, какие фотоны образуются при непрямом упругом столкновении!?) В какую сторону летят?

При упругом - никакие, на то оно и упругое. При неупругом - не знаю, слишком сложно, я и в студенчестве до конца с КЭД не разобрался, а уж сейчас просто всё забыл.

[Vavanzer]

При упругом - никакие, на то оно и упругое.

  Ну молекулы идеального одноатомного газа рассматривают как кучу "шаров", находящихся в постоянном хаотичном движении, и абсолютно упругом столкновении.
  Вот только в ходе этих столкновений они почему то "остывают" постепенно... Причем, при больших температурах (энергиях и скоростях движения) с той же площади поверхности излучают пропорционально четвертой степени температуры (или 8й степени ср. скорости). И теряют энергию на порядки быстрее. Чем более холодные тела...
  Значит на высокой температуре переводить импульсы в тепловую энергию нам гораздо выгоднее! )))

[Иван Моисеев]

Хотите еще один прикол? С импульсом. Сейчас только придумал.
  Ракета выстреливает снаряд, который тормозится о что то мягкое... Как импульс распределится!?)

Измерьте импульсы ракеты, снаряда и чего мягкого до и после и вы увидите страшную вещь. Сумма их импульсов не изменилась.
То же касается и остальных примеров.

[Vavanzer]

приделываем к ней сзади большую герметичную колбу

... и наполним ее плотным газом, и будем запускать туда "метеориты" , ядра на большой скорости! Можно даже мелкие льдины, из того же газа))) Они будут перегреваться, испаряться, излучать, создавать звуковые волны и еще чем попало заниматься, распределяя импульс куда попало, и не долетая до задней стенки)) Понятно что все равно "отдача" будет...
 Можно еще импульс "утилизировать" в энергию химических связей, к примеру))) Эндотермическая реакция вещества микро-снарядов, с веществом "тормозящей среды"))) И потом по новому кругу! С частичной рекуперацией!
 
  Просто пока про все это думал, вспомнил еще моменты. Например, при ударе молотком деталь или место удара нагревается. Плюс звукововые волны возникают, в воздухе.
 Если бы передача импульса происходила "согласно закону из школьного учебника", то никакого нагрева не было бы, а в наковальне плане волн возникла бы лишь продольная звуковая волна по оси движения.
 Но у нас, опять же, вопреки "школьной физике", молекулы успевают оч быстро растасовать импульс в ускорение хаотичного движения, те в нагрев, и распределяют еще энергию в виде расходящейся ужарной волны в толще твердого материала!

  А если в планету врезается метеорит, то там процент "утилизации" гораздо выше. В трение об газ, ударную волну при полете, в температуру материала места столкновения (с его последующим свечением и испарением) и в бесчисленные сейсмические волны всех мастей, которые гуляют потом по всей планете кругами, постепенно затухая!
  Еще один прикол с распределением импульса - подвеска машин. Если без амортизаторов и пружин, то она сильно скачет на тех же кочках, а если с ними, то "глотает" ухабы! Т.е импульс куда то девается...

[Vavanzer]

Измерьте импульсы ракеты, снаряда и чего мягкого до и после и вы увидите страшную вещь. Сумма их импульсов не изменилась.
То же касается и остальных примеров.

  Придет время, обязательно измерю!
 Но главный вопрос вы так и не хотите видеть. Откуда тогда берутся все эти волны, нагревы, деформации, разрушения структуры и тп при взаимодействии реальных материальных тел, а не теоретических!
  Согласно вашей теории, "из ниоткуда", я так понимаю!))

 По мне, так любое вещество - мелкозернистая каша из молекул. И каждое зерно этой каши не "по струночке" вдоль одной линии получения импульса находится. А первые же слои начинают передавать другим, как бы врастая, тк смещены. И происходит распределение частичное. Иначе бы ничего не нагревалось.

   Ладно. Все. Думаю хватит об этом.  Я больше пока не буду рассказывать такие секреты!))) Развивать идею эту публично!
   

[Иван Моисеев]

Но главный вопрос вы так и не хотите видеть. Откуда тогда берутся все эти волны, нагревы, деформации, разрушения структуры и тп при взаимодействии реальных материальных тел, а не теоретических!

Все эти волны берутся от бросания камней в воду или других подобных событий.

[petrovich1964]

Как он , импульс суммарный останется прежним, если часть энергии, то бишь скорости, уйдет

синий шарик скорость 2, масса 1.
Красные стрелки это энергия, синии стрелки это импульс. Масса шариков одинакова. Посчитайте самостоятельно импульс чёрных шариков в направлении вправо.
Первоначальная энергия породила два проотивоположных импульса в верх и вниз, уравнивающих друг друга.

[MenFrame]

Согласно вашей теории, "из ниоткуда", я так понимаю!))

Потому как импульс и энергия не одно и тоже. Импульс равен масе помноженой на скорость, а кинетическая энергия это масса помноженная на скорость в квадрате. Поэтому когда дейтерий с тритием реагируют превращаясь нейтрон и альфа частицу импульс у них одинаковый согласно закону сохранения импульса, а энергия разная так как масса разная.

[Vavanzer]

Посчитайте самостоятельно импульс чёрных шариков в направлении вправо.

Прикину. Как раз чем то подобным и загимаюсь сейчас, на досуге))
 

Красные стрелки это энергия, синии стрелки это импульс

  Это вначале. Но если мы будем раскаленный гнать газ (множество этих шаров) по длинной стеклянной трубке, он в конце концов охладится. И замедлится у самого конца...
 Интересное дело, у нас появилась обратная задача, как затормозить газ, а не выжать из него максимальный импульс конфузорами и диффузорами.
Кстати да. Тут тоже несходнячок. Как раз таки Семенов о нем сокрушался... Если сопло неэффективное, простое как открытая кастрюля, толку от такого движка намного меньше, удельный импульс падает. При той же энергии, выделившейся из топлива...

 

Первоначальная энергия породила два проотивоположных импульса в верх и вниз, уравнивающих друг друга.

  Я тут вспомнил еще один коварный момент! В молекулярной термодинамике... Вращение молекул!
 Ваш любимый "неубиваемый" прямоточный импульс от одноатомного газа может частично или полностью перейти во вращение двуатомной или любой другой протяженной молекулы! А как она его отдаст , в каком направлении, где, на каком участке вкруг 360° - это случайность, как казиношная рулетка!
  И нам это на пользу!

[Лунный заяц]

Можно еще импульс "утилизировать" в энергию химических связей, к примеру))) Эндотермическая реакция вещества микро-снарядов, с веществом "тормозящей среды"))) И потом по новому кругу! С частичной рекуперацией!

Да блин, импульс пропорционален скорости, энергия - скорости в квадрате. Импульс не утилизируется в энергию, он сам по себе. Механическая энергия превращается в тепло (или излучение, или ещё что-нибудь), импульс ни во что не превращается. Это такая фишка, которую бывает сразу трудно понять, но она есть. В наших повседневных условиях импульс обычно в итоге передаётся Земле и поэтому как бы исчезает, подобно кинетической энергии, но на самом деле он всегда сохраняется и вы можете провести эксперименты, чтобы лично убедиться в этом.
 

Еще один прикол с распределением импульса - подвеска машин. Если без амортизаторов и пружин, то она сильно скачет на тех же кочках, а если с ними, то "глотает" ухабы! Т.е импульс куда то девается...

Подвеска просто превращает жёсткое соединение колёс с кузовом в нежёсткое. Поэтому колёса едут по дороге в некотором смысле отдельно от кузова. При ударе о бугор импульс вверх получает не весь автомобиль, а только колесо, так же при падении в яму импульс вниз сначала получает только колесо. В конечном итоге импульсы вверх гасятся силой тяжести, а импульсы вниз - силой реакции опоры (закон сохранения тут не нарушается, так как при отталкивании от Земли она получает такой же импульс, только в противоположном направлении).

[Vavanzer]

Поэтому когда дейтерий с тритием реагируют превращаясь нейтрон и альфа частицу импульс у них одинаковый согласно закону сохранения импульса, а энергия разная.

  Эт то да. Меняется масса компонентов.
Например, разлетевшиеся оттолкнувшиеся друг от друга снаряды 1кг*10м/с и 10кг*1м/с будут иметь 55Дж энергии суммарной, относительно точки оскока.
 А если одинаковые по 5кг*2м/с , то всего 20 Дж.

 В итоге, выкидывать малую массу с большой скоростью энергетически крайне не выгодно. Это все понимают!

  Но у нас ведь снаряды или молекулы, которыми стрелять будем, не будут менять состав и массу.