動量與碰撞

推力(thrust)

推力是火箭或噴射引擎產生的向前推力。它是把火箭抬離發射台、把客機沿跑道推出去的那股力——任何反作用引擎的肌肉。引擎把質量往後拋得越快、越多,產生的推力就越大。

推力是引擎「交出向後動量」的速率,而依衝量-動量定理,這個速率就是一個力。對一個噴出推進劑的引擎,推力 = v_ex 乘以 (dm/dt):排氣速度 v_ex 乘上質量流率 dm/dt(每秒噴出多少公斤廢氣)。它的單位是牛頓(N),和任何力一樣。依牛頓第三運動定律,它不過是「引擎把廢氣往後推」的反作用力——廢氣以同樣大的力把引擎往前推。

火箭要能升空,它的推力必須超過它的重量;多出來的那股力,就是把它往上加速的力。工程師靠著讓排氣更快、或讓質量流更大,來提升推力——這正是為什麼火箭噴嘴要做成特定形狀,好在氣體離開前盡量把它加速。

一具引擎每秒燃燒 250 公斤推進劑,以 2800 m/s 噴出。推力 = 2800 乘以 250 = 700000 N。若滿載火箭重 500000 N(質量約 51000 公斤),向上的淨力是 200000 N,在克服重力之外,給出額外的加速度 a = 200000 / 51000 = 約 3.9 m/s^2。

推力等於質量流率乘以排氣速度;只有超出重量的那一部分,才會把火箭加速。

推力是一種力(以牛頓為單位),不是速度,也不是能量。而且它必須勝過火箭的重量才能讓它離地——一具推力雖大、卻小於載具重量的引擎,只會待在原地怒吼。

又稱
engine thrust推力