第一章力学的基本定律 1.10火箭为什么会飞？

第一章力学的基本定律 1.10火箭为什么会飞？

　　连研究过物理学的人，有时也会对火箭的飞行做出完全错误的解释。他们说，火箭所以会飞，是因为利用在它里面燃烧的火药所生的气体来推开空气。从前的人对火箭的想法是这样的（火箭早就发明了），现在还有许多人也是这样想。可是，如果叫火箭在没有空气的空间里飞，它不但不比在空气里飞得坏，反而会飞得更好。可见火箭运动的真正原因，完全是另一回事。

　　其实这里发生的情形，同开炮的时候炮弹向前飞去而炮身后坐的情形，是完全一样的。你可以想一下手枪和各种火器在发射时候的“后坐力”！假使把大炮悬在空中不给它一个支持点，炮身在射击以后就会向后运动，它的速度同炮弹向前运动的速度的比，等于炮弹的重量同大炮的重量的比。因此，儒勒·凡尔纳的幻想小说《底朝天》里的主人公，甚至会想到利用大炮的强大后坐力来做一件大事业——“把地轴扶正”。

　　火箭其实就是大炮，不过它射出的不是炮弹而是火药的气体。中国的轮转焰火能旋转着上升，也是这个道理。装在轮子上的一根火药管，当里面的火药着火的时候，就发生气体向一方面冲出，火药管和跟它连在一起的轮子，就向相反的方向运动。从本质上来看，这也只是一种大家知道的物理仪器“西格纳尔”轮的变相罢了。

　　有一件有趣的事。在轮船发明以前，曾经有过一种机器船的设计，这也是根据同一原理想出来的。船尾装有强大的压水泵，能够把船里储存的水压向船外，因此这条小船就向前驶去，好象中学物理实验室里用来证明上面说的这条原理的浮在水面上的洋铁罐一样。这个设计（列姆齐提出来的）没有拿来实用过，可是它对轮船的发明却起了很大的作用，因为它向富尔敦暗示了发明轮船的可能性。

　　我们也知道，最早的蒸汽机是纪元前二世纪的时候希罗制造的，他根据的就是这一个原理：汽锅β里的蒸汽通过管 εεη进到一个安在水平轴上的球里；然后从两个曲柄管冲出，就把管子向相反的方向推，使球开始转动。可惜，希罗式的蒸汽涡轮机在古代只能成一种有趣的玩具，因为奴隶劳动的代价低廉极了，谁也不想使用机器。可是这个原理本身却没有被技术家抛弃。今天我们正在用它来建造反动式涡轮机。

　　还有一种也是根据这一个原理设计的最早的蒸汽汽车，是提出作用和反作用定律的牛顿设计的：从放在车轮上的汽锅里发出的蒸汽向一面冲出去，于是汽锅就被反作用力推着，使车轮慢慢前进。

　　喷气式汽车就是牛顿的汽车的现代形式。

　　如果有兴趣，可以做一只纸制的小船，这只小船也跟牛顿的汽车极其相象。用一个空的蛋壳做汽锅，汽锅下面放一个顶针①，顶针里放一块浸了酒精的棉花，把棉花点着以后，蛋壳里的水便慢慢化成蒸汽；这时候，一股蒸汽就要向一面冲出，使整个小船向相反方向前进。不过，要做这种有教育意义的玩具，得有相当精巧的手艺。

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