有些人认为,动力超强的喷气发动机打破了重心运动定律。比方说,在火箭飞向月球的整个过程中,只有内力作用在它身上,它的重心却飞到了月球上,这一点显而易见。乍一看,好像说得有一定的道理,可是我们应该如何解释呢?没错,在火箭飞行之前,重心在地球上,而火箭飞上月球之后,它的重心也跑到了月球上,似乎确实打破了重心运动定律。
应该怎样反驳这个结论呢?实际上,在上面的分析中,我们还是遗漏了一些东西。据我们所知:火箭飞向月球时会喷出气体,如果这些气体没有接触地球,火箭就不可能飞上月球,它的重心自然就不会转移到月球上。而且,只有火箭的一部分飞到了月球上,一些燃烧的产物则会沿着相反的方向回到地球上。因此,对整个系统来说,火箭的重心(它在力学上的名字叫惯性重心)仍然处于火箭起飞之前的位置。
刚才,我们讲到了火箭喷出的气体。实际上,这些气体喷向地球时会产生非常大的冲击力,因此在这个系统中,还应该将整个地球也计算进去,不能只分析火箭,而应该把注意力放在地球和火箭所组成的这个大系统上。地球也会因为火箭所喷出气体的作用而产生移动。并且,地球会沿着火箭的惯性中心移动的方向进行反方向移动。大家都知道,地球的质量大于火箭的质量,因此就算地球仅仅进行了很小的移动,也完全可以将火箭飞向月球所进行的移动抵消,从而保持整个大系统的惯性中心不变。从理论上来讲,地球移动的距离比火箭移动的距离小得多,大约仅为火箭的几百万亿分之一。
通过刚才的分析,我们可以得出,重心运动定律对这种特殊的情况同样适用。(www.daowen.com)
【注释】
[1]达因作为一种力学单位,可以如此定义:让质量为1克的物体产生1厘米/秒2的加速度的力,称作1达因。1牛顿≈1×106达因。
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