vale anche nello spazio. Prendiamo un ipotetico astronauta: ebbene questo
si muove nello spazio perché nel propulsore si producono pressioni
altissime che causano l’espulsione di gas e radiazione ad alta velocità
in direzione opposta a quella del movimento. In pratica il propulsore “rincula”
i gas e le radiazioni espulse dalle reazioni di combustione o altro. L’astronauta
essendo fissato solidamente al propulsore, sarà spinto in avanti
da questo “rinculo”.
Possiamo trattare la questione da
un punto di vista classico, e prendiamo la legge della conservazione
della quantità di moto che afferma: se non vi sono perturbazioni
esterne, la quantità di moto totale deve rimanere costante. La quantità
di moto (Q.M.) è il prodotto della massa per la velocità.
Nel caso dell’astronauta fermo abbiamo che la Q.M.del sistema è
nulla perchè è nulla la velocità. Anche nel caso in
cui l’astronauta sia in movimento in seguito all’accensione dei motori
la Q.M. del sistema deve essere nulla perché il prodotto della sua
massa per la sua velocità – deve essere uguale e opposto al prodotto
della massa dei gas espulsi per la loro velocità. Non essendoci
attriti, sia l’astronauta che i gas espulsi dalla combustione manterranno
il loro moto e continueranno ad allontanarsi in maniera imperturbata.
Esempio …..
Dati M=massa sistema (M+M) V=velocità sistema (V+V) M=massa astronauta V=velocità dell’astronauta M=massa carburante V=velocità dei gas espulsi Legge di conservazione Q.M. 1) Motori spenti MV=0 (V=0 e V=0) 2) Accendiamo i motori |
Il che vuol dire che la reazione
espelle la massa M di carburante a
una velocità V ma per il teorema
della conservazione la massa M dell’astronauta
deve aquistare una velocità V
in modo tale che la quantità di moto totale rimanga costante. Il
conto però non è così semplice: in realtà la
massa dell’astronauta è composta dalla massa del suo corpo (compresa
la tuta spaziale) + il carburante residuo, che continua ad essere espulso
dalla reazione sotto forma di gas. Questo comporta una continua e costante
accellerazione del nostro astronauta che continua ad espellere massa a
una velocità V diversa da zero.