Вопрос физикам

[ex-hior.livejournal.com]

Предположим, что у нас есть космический корабль с некоторой начальной массой (без учета массы топлива) и с идеальным двигателем - таким, что вся масса расходуемого топлива целиком переходит в энергию движения. На корабле находятся пассажиры, которым срочно нужно попасть с Земли на Альфу Центавра. Чтобы пассажирам корабля было комфортно (не было невесомости), пусть он сначала разгоняется с ускорением, а потом разворачивается "дюзами вперед" и с ускорением тормозит так, чтобы скорость в точке назначения равнялась 0. Сколько времени займет такой перелет? Какова должна быть начальная масса корабля с учетом массы топлива?

Итак, дано:
Начальная масса корабля без массы топлива = M
Расстояние 4,36 св.лет
Ускорение = 9.8 м/с^2
Скорость света = 300 000 000 м/с

Хочется сравнить два решения - в случае, если мы релятивистской механикой пренебрегаем (допускаем, что можно двигаться даже быстрее света), и в случае, если нет. Во втором случае ускорение берем для наблюдателя на корабле, а время в пути можно посчитать и для пассажира и для наблюдателя на Земле.

Comments

[halfin.livejournal.com]

какой хороший вопрос. подписываюсь на каменты.

[ex-hior.livejournal.com]

Да не думаю, что слишком сложно. Я и сам бы посчитал, но я не физик, и пока вспомню/найду все формулы, неделя пройдет :)

[lexxair.livejournal.com]

"идеальным двигателем - таким, что вся масса расходуемого топлива целиком переходит в энергию движения"
то есть?
высвобождается энергия МС^2 ?

[ex-hior.livejournal.com]

именно, Стругацкие назвали это фотонным двигателем

[lexxair.livejournal.com]

m=M(exp(-Sg/c^2)-1)

[ignis-b.livejournal.com]

они не это называли фотонным двигателем

[sezam_lj.livejournal.com]

Ээ, кроме закона сохранения энергии у нас ещё закон сохранения импульса есть... То бишь это всё-таки ракетный двигатель или некий "космический рельс", у которого опорная масса велика по сравнению с массой корабля?

[cheremis.livejournal.com]

время на разгон: t = sqrt(2*S/g), где S - это половина вашего расстояния, метры. Время на разгон будет равно времени на торможение, т.е., время достижения Альфы Центавра будет равно 2*t.

Что касается горючего, то тут всё зависит от используемого топлива и окислителя, параметров сопла и прочего столь же непонятного. Могу сказать, что в любом случае его будет нужно дофига.

[ex-hior.livejournal.com]

Топливо идеальное. E=МС^2

[ausweis-ss.livejournal.com]

"время достижения Альфы Центавра будет равно 2*t"
это верно если считать массу ракеты постоянной

[invirtus.livejournal.com]

А почему ускорение у вас равно g?
Мы быстрее ускоряться не умеем? :)

[ex-hior.livejournal.com]

Не хотим

[oleg-star.livejournal.com]

А.Вассермана на живца ловите?

[l-torchik-l.livejournal.com]

Для того чтобы уйти в варп, главное чтобы капы хватило.

[ex-hior.livejournal.com]

варп - это не жизненно :) Для варпа, где-то читал, отрицательная энергия нужна. Так что чем меньше капа, тем лучше даже :)

[xcommanderx.livejournal.com]

это чтобы прыгнуть, надо капу. а в варп можно на паре единиц уйти. недалеко правда, но можно же.
а так - +1 =)
пущай аффтар юзает нормальные технологии, а не допотопную реактивно-фотонную тягу. хотя бы мвд включить то можно?

[repell.livejournal.com]

в какойто децкой научно-познавательной книжке был такой расчет, порядок там был сотен тысяч лет, ускорение 1g, топлива - скока хош

[khathi.livejournal.com]

Вас жостко обманули. Разгон до скорости света с ускорением в 1 g занимает около года -- если точнее, то 347 дней. Расстояние, за это время пройденное, составит, очевидно, половину светового года. Торможение -- аналогично. Итого два года на разгон и торможение, а по расстоянию -- 1 световой год. До Проксимы Центавра около 4-х световых лет, так что на маршевой скорости идти, получается, 3 года, что световых по расстоянию, что простых по времени. Итого пять лет независимого (АКА объективного) времени в идеальном случае.

[invirtus.livejournal.com]

Немного оффтоп, но чтобы новую тему не заводить...

А как в открытом космосе без каких-либо внешних ориентиров можно измерить, а не рассчитать собственную скорость движения? :)

[ex-hior.livejournal.com]

по эффекту Доплера (http://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Доплера), например

[ex-hior.livejournal.com]

А вообще без ориентиров, наверное, никак. Скорость может быть только относительно чего-то

[murmau.livejournal.com]

Вы немного странно изучали теорию относительности, ваш вопрос задан некорректно.
Для неподвижного наблюдателя время на космическом корабле, движущемся со скоростью, близкой к скорости света замедляется. Грубо говоря, для земного наблюдателя пройдет 4 года, а для космонавтов на корабле пройдет например месяц (ну не месяц, надо лезть искать формулы).
Если корабль четыре года летит со скоростью света, то эти четыре года есть только для неподвижного наблюдателя. На космическом корабле же за это время не прошло ни секунды времени.
Потому то как раз она и теория относительности, что в ней время относительно и зависит от скорости наблюдателя.

[lexxair.livejournal.com]

если быстро двигаться- время сокращается. а значит чем быстрее бежишь, тем быстрее прибежишь.
©КВН ФИЗТЕХа

[ex-hior.livejournal.com]

Вы о каком вопросе конкретно?

"Хочется сравнить два решения - в случае, если мы релятивистской механикой пренебрегаем (допускаем, что можно двигаться даже быстрее света), и в случае, если нет. Во втором случае ускорение берем для наблюдателя на корабле, а время в пути можно посчитать и для пассажира и для наблюдателя на Земле."