ロケットはなぜ飛ぶ？

Question

飛行機やロケットが飛ぶ(進む、前進するの意味)のは、エンジンで燃料を燃やして噴射し、その反作用で飛ぶものと理解しています。

空気中に噴射するならその反作用で飛ぶというのはわかりますが、空気も何も存在しない宇宙空間に噴射してなぜロケットが飛ぶのでしょう？

何も存在しないから、反作用も生じないように思うのですが？

TT250SP · Accepted Answer

ちょっと文章で説明しにくいので

http://www.nal.go.jp/krc/jpn/about/index.htm

参考URL：http://www.nal.go.jp/krc/jpn/about/index.htm

hoo · Answer

空気は作用に関係しません
もしかして、例えれば船に乗って海に飛び込む時船を蹴って飛び込みますがこの時船は飛び込んだ逆に進みます
ここで人をロケット、蹴るは噴射また船を空気と考えていませんか？
船を蹴るから人は前に飛び込める
言い換えれば空気（船）に噴射して（蹴って）ロケット（人）が飛ぶ
これは間違いです
正解は人は燃料で蹴るは噴射で船がロケットに成ります
言い換えれば燃料（人）を使って噴射（蹴る）する事によってロケット（船）は噴射と逆方向に飛びます
この時空気は単なる抵抗になるだけです

hagiwara_m · Answer

以下のようなイメージで一度考えてみて下さい。

燃料の噴射のかわりに、ロケットからボールを次々と後方に投げ出すものとします（これも推進力を説明するモデルになり得る）。さて、後方には、壁があり、投げ出されたボールは、次々と壁に衝突して跳ね返るとします。大気の存在は考えないことにします。

今、最初のボールが投げ出されたとして、ロケットが加速を開始するのは、次のどちらの時点からか？というクイズを考えます。

(1)ボールが投げ出されれた瞬間
(2)ボールが後方の壁に当たった瞬間

-----
もし、(2)かも知れないとお考えなら、これが疑問の原因です。考えてみれば、ロケットを離れたボールがどのような力を受けようと、ロケット本体には影響しません。燃焼ガスについても同様で、一端噴射された後では、ガスが空気にぶつかろうが真空中を自由に進もうが、ロケットの運動には影響しません。

ロケットが受ける力は、エンジン(やノズル)の内壁が、燃焼ガスの分子から受ける力と言っていいです。作用・反作用として理解するなら、ロケットに対して静止していた燃料分子が(形を変え)後方に向かって加速される際、その燃焼ガスに作用した力の反作用がロケットに働く、と言うことができます。要するに、空気とロケットの間の力ではなく、燃焼ガスとロケットとの間の力を考える問題と理解されるのがいいと思います。

FM-8 · Answer

まずですね，現象から言うと宇宙空間でもロケットは，月までいけますね？
ということは，真空でも，ロケットはとべるわけですね．その点よろしいですか？


物体を加速度運動させると，力を受けます．
ニュートンの運動方程式です．

F = m * a
  たとえば，噴射ガスの質量がだいたいmで，その加速度がaです．

ガスだとわかりにくいですが，宇宙船に乗っていて，
ボールを宇宙空間に投げたとすると，投げる瞬間にボールを加速する力F　が　自分から，ボールに伝わり，
その反作用を自分がうけて，反対方向へ加速されます．


外力のかからない系では，重心(ボールも含めた)は静止し続けるということでもあります．

重心を中心に，ボールと自分が離れていくという構図です．全体の重心位置はかわりません．
バラバラなモノの「重心」というのはすこしわかりにくかったかもしれませんね．


ということで，加速度運動というのがキーですかね．
ご質問の，「作用反作用」は静止時のものに限定されているように思います．

ちょっとそれますが，
昔，手塚治虫が
鉄腕アトムは，「ジェットで空を飛ぶ」と表現しましたが，漫画のあとがきの中で，ジェットエンジンは，空気と燃料をまぜてもやす仕組みで，宇宙空間には空気は無いので実際にはアトムは宇宙ではとべません．とありました．
宇宙をとぶ場合には，空気を自前で持っているロケットエンジンが必要になっています．

ElectricGamo · Answer

>何も存在しないから、反作用も生じないように思うのですが？

空気は存在しませんが、ロケット本体が存在してます。燃焼ガスの反作用はロケットに加わります。だからロケットは飛ぶのです。

言い換えれば、燃焼ガスが押してるのは空気ではなくロケット本体で、ロケット本体もその反作用で燃焼ガスを押し返すのでロケットの進行方向と反対方向にガスが出ます。一旦噴射されたガスは何の役目も果たしません。

またNo.3の方の回答にあるように空気はロケットにとっては邪魔物でしかなく、基本的に真空中で最高性能が出ます。

inaken11 · Answer

ちょっと何か勘違いなさっています。
ロケットは、ノズルから燃焼ガスを噴出して推力を得ます。
では、何故空気中でも真空中でも推力が出るか？
これは、噴出している燃焼ガスに重さがあるからです。
吹き出すガスに何もないわけではないのです。

じゃ、何故わざわざ燃やすのか？
これは、燃やすことによって熱で気体が膨張し、圧力があがり、ノズルから勢いよくガスが噴出するためだと思います。
だから、軽いガスでも勢いよく噴出すれば、大きな力となります。

自分で簡単な実験をするには、自分が台車の上に乗って、何か重い物を連続して投げれば、物を投げた反作用？で、投げた反対側に台車が動いていきます。

解りにくい文章で申し訳ありません。

MetalRack · Answer

この場合、空気はまったく邪魔な存在なだけなのです。
真空中の方が、摩擦もなく飛距離は伸びます。
ただ、空気中だと酸素があるので燃料に酸素混ぜておかなくても良いということがあるだけです。
しかし、空気中の酸素だけでは足りないから、液体酸素も一緒に使ってます。
宇宙では、酸素も混ぜた燃料で飛ぶので問題ないのです。

keyguy · Answer

作用反作用はニュートンの運動の第3法則で真空中でも成立します
ちなみにロケットはもとより太陽系内程度の小宇宙のものの運動はすべて
ニュートンの第2法則
ニュートンの第3法則
ニュートンの万有引力
だけでほぼ説明できます

ロケットはなぜ飛ぶ？

ちょっと文章で説明しにくいので

空気は作用に関係しません

以下のようなイメージで一度考えてみて下さい。

まずですね，現象から言うと宇宙空間でもロケットは，月までいけますね？

>何も存在しないから、反作用も生じないように思うのですが？

ちょっと何か勘違いなさっています。

この場合、空気はまったく邪魔な存在なだけなのです。

作用反作用はニュートンの運動の第3法則で真空中でも成立します

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