※ 本文為 MindOcean 轉寄自 ptt.cc 更新時間: 2023-05-18 10:03:39
看板 Gossiping
作者 標題 [問卦] 宇宙中太空船的移動速度是受到什麼限制?
時間 Wed May 17 16:58:01 2023
如題
理組之恥如肥宅窩 面對到學生問的一個問題
他說地球上的終端速度多是因為空氣阻力
阻力與物體加速推力達到力平衡 所以速度無法再提升
可是太空中沒有空氣 不會有空氣阻力
那為什麼不能讓太空船在太空中持續加速?
就算光速不可能超越也非常困難達到
但是現行太空船的最快速度也和光速差非常之多
這個限制是來自什麼?
窩只能想到相對論裡好像提到運動中物體的質量會變大所以加速會變難
但是窩不知道這個變難的理由要怎麼解釋
有沒有簡單的說明可以回答他的?
o'-'o
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 210.242.68.44 (臺灣)
※ 作者: Israfil 2023-05-17 16:58:01
※ 文章代碼(AID): #1aP9SSb4 (Gossiping)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1684313884.A.944.html
推 : 宇宙小精靈1F 36.238.62.79 台灣 05/17 16:58
推 : 沒有阻力那就是動力限制2F 49.216.30.195 台灣 05/17 16:58
推 : 燃料不夠啦3F 1.163.92.223 台灣 05/17 16:59
推 : 沒空氣你怎麼加速啦4F 111.249.210.40 台灣 05/17 16:59
太空中加速只要使用類似離子推進器就可以了 不需要燃料點火
※ 編輯: Israfil (210.242.68.44 臺灣), 05/17/2023 17:00:59
→ : 能量守恆 加速的動力來源呢?5F 140.113.136.218 台灣 05/17 16:59
→ : 空氣阻力就是助力好嗎6F 111.249.210.40 台灣 05/17 17:00
→ : 最後一定等速阿7F 140.113.136.218 台灣 05/17 17:00
→ : 依照相對論,物體質量跟自身相對速度有8F 118.163.98.66 台灣 05/17 17:00
→ : 關
→ : 速度越快,物體質量越大
→ : 關
→ : 速度越快,物體質量越大
推 : 加速再快都沒用 快的過開傳送門嗎11F 36.239.8.9 台灣 05/17 17:01
推 : 區間測速吧12F 42.79.190.139 台灣 05/17 17:01
→ : 還是有個質量效應的門可以讓妳傳13F 36.239.8.9 台灣 05/17 17:02
→ : 離子推進器還不是在噴離子..14F 118.163.87.133 台灣 05/17 17:03
推 : 就是受到相對論的限制，或是說巨觀物理15F 39.12.40.252 台灣 05/17 17:03
→ : 學，只能等蟻人出世了
→ : 學，只能等蟻人出世了
推 : 宇宙塵埃還是有阻力的17F 49.216.232.254 台灣 05/17 17:05
推 : 你要持續噴射才能加速18F 220.138.220.22 台灣 05/17 17:05
→ : 相對論19F 1.164.104.125 台灣 05/17 17:06
→ : 窩最後決定回覆他 地球上的物理法則和宇20F 210.242.68.44 台灣 05/17 17:06
→ : 不過你這個問題就是質量(不是支語)跟時21F 49.216.232.254 台灣 05/17 17:06
→ : 宙較宏觀的物理法則 適用範圍不同22F 210.242.68.44 台灣 05/17 17:06
→ : 間 還不需要用到相對論效應 這個接近光速23F 49.216.232.254 台灣 05/17 17:07
→ : 不管怎樣，要有加速度就是要耗消質量或能量24F 118.163.87.133 台灣 05/17 17:08
→ : 才要考慮 目前加速快要靠化學推進但這個25F 49.216.232.254 台灣 05/17 17:08
→ : 沒辦法帶太多 有持續性的叫電推 但這個
→ : 沒辦法帶太多 有持續性的叫電推 但這個
→ : 除非有外來能源。雖然人造推進器的能量利用27F 118.163.87.133 台灣 05/17 17:09
→ : 太空中的灰塵比飛彈還恐怖28F 114.45.6.22 台灣 05/17 17:09
→ : 沒空氣怎加速XD 這擺明是文組29F 1.200.144.16 台灣 05/17 17:09
→ : 率也還離極限很遠就是了30F 118.163.87.133 台灣 05/17 17:09
→ : 加速要很長時間 而且宇宙也不是空的 也31F 49.216.232.254 台灣 05/17 17:09
推 : 沒這麼多能量讓你推啊32F 60.250.31.103 台灣 05/17 17:09
→ : 有一堆塵埃和阻力33F 49.216.232.254 台灣 05/17 17:10
→ : 飛太快要是撞到小石頭就GG了34F 60.250.31.103 台灣 05/17 17:10
推 : 主要是燃料，你持續加速是準備帶多少35F 36.227.15.129 台灣 05/17 17:11
推 : 會撞船啊36F 42.74.50.177 台灣 05/17 17:12
→ : 目前太空加速不用燃料就是用引力彈弓效應37F 1.164.104.125 台灣 05/17 17:12
推 : 你要加速 那個加速力要比現有的速度快才38F 101.10.108.94 台灣 05/17 17:13
→ : 會加速啊 能量需求會越來越大
→ : 會加速啊 能量需求會越來越大
推 : 這問題很好，我幫妳拿去問AI了，燃料限制40F 61.219.63.148 台灣 05/17 17:13
→ : 但是再怎樣加速還是會有極限的...41F 1.164.104.125 台灣 05/17 17:13
推 : 你加速完還要減速，最後都是卡在燃料or能源42F 114.45.6.22 台灣 05/17 17:14
→ : 太空船需要推進劑（如火箭燃料）來產生推43F 61.219.63.148 台灣 05/17 17:14
→ : 力。這些燃料有限，且重量也是一個考慮因
→ : 素。隨著太空船加速，燃料消耗速度增加，
→ : 且需攜帶更多燃料，這將增加太空船的重量
→ : 進而需要更多燃料，形成一個循環問題。
→ : 力。這些燃料有限，且重量也是一個考慮因
→ : 素。隨著太空船加速，燃料消耗速度增加，
→ : 且需攜帶更多燃料，這將增加太空船的重量
→ : 進而需要更多燃料，形成一個循環問題。
→ : 窩原本想說能否依靠太陽光或太陽風弄個太48F 210.242.68.44 台灣 05/17 17:16
推 : 太空船加速是靠引力彈弓效應 不是靠49F 123.205.143.107 台灣 05/17 17:16
→ : 陽帆之類的 但感覺出了範圍很快就不行了50F 210.242.68.44 台灣 05/17 17:16
→ : 燃料引擎或是什麼離子引擎51F 123.205.143.107 台灣 05/17 17:16
→ : 動力不足52F 125.227.40.62 台灣 05/17 17:18
推 : 速度=推力=燃料 燃料有限速度當然加53F 27.247.164.139 台灣 05/17 17:21
→ : 不上去
→ : 不上去
推 : 啊就力量太小55F 49.217.238.18 台灣 05/17 17:21
推 : 離子引擎效果很差56F 223.137.88.4 台灣 05/17 17:23
推 : 用愛加速57F 111.71.2.160 台灣 05/17 17:23
→ : 太陽風帆可行啊，只是這根本就還沒有需求58F 118.163.87.133 台灣 05/17 17:25
推 : 相對論質量公式 物體如加速到光速59F 27.247.164.139 台灣 05/17 17:26
→ : 重量也會變成無限大 要耗費無限的
→ : 能量 所以根本不可能達到光速
→ : 重量也會變成無限大 要耗費無限的
→ : 能量 所以根本不可能達到光速
→ : 而且比起動力源，要先解決的是要怎麼做一個62F 118.163.87.133 台灣 05/17 17:27
→ : 超大的帆然後不被撞壞
→ : 超大的帆然後不被撞壞
→ : 燃料阿 除非核能64F 114.38.134.31 台灣 05/17 17:29
推 : 光速限制65F 223.138.121.33 台灣 05/17 17:30
推 : 除了燃料，還要閃躲小行星66F 1.162.40.88 台灣 05/17 17:34
推 : 速度是相對出來的 你以為你在加速67F 111.71.214.219 台灣 05/17 17:36
→ : 但其實你在減速
→ : 但其實你在減速
→ : 找到一個有1/2光速的星體 用引力彈弓加速69F 1.164.104.125 台灣 05/17 17:43
→ : 就能驗證到底能不能達到光速
→ : 如果相對論是對的 那就不可能到光速
→ : 就能驗證到底能不能達到光速
→ : 如果相對論是對的 那就不可能到光速
推 : 乙太72F 42.72.82.33 台灣 05/17 17:50
推 : 無限加速然後就回不來了..73F 61.58.110.188 台灣 05/17 18:08
推 : 化學引擎有限制74F 36.237.181.172 台灣 05/17 18:14
噓 : 可以無限加速我試過不小心就超過光75F 42.79.169.134 台灣 05/17 18:16
→ : 速
→ : 速
推 : 可以啊 航海家就是了 不過一小顆垃77F 114.36.120.47 台灣 05/17 18:33
→ : 圾就可能重創飛船
→ : 圾就可能重創飛船
推 : Tsiolkovsky rocket equation79F 111.248.19.87 台灣 05/17 18:37
推 : 照理說只要時間夠久，可以無限接近光80F 114.33.136.109 台灣 05/17 18:46
→ : 速，但宇宙有太多小碎石，相對速度下
→ : ，你只要閃不掉一個子彈大小的碎石，
→ : 就足以讓你的太空船毀滅
→ : 速，但宇宙有太多小碎石，相對速度下
→ : ，你只要閃不掉一個子彈大小的碎石，
→ : 就足以讓你的太空船毀滅
→ : 空姐穿過層層肥仔很困難,高不可攀的空姐84F 125.224.143.230 台灣 05/17 19:09
→ : 會吸引更多的肥仔,肥仔越多 空姐速度就
→ : 會越來越慢
→ : 這是F=ma 空姐運動定律
→ : 會吸引更多的肥仔,肥仔越多 空姐速度就
→ : 會越來越慢
→ : 這是F=ma 空姐運動定律
→ : 單純燃料有限吧 星際旅行尺度這麼大88F 111.82.82.168 台灣 05/17 19:21
推 : F=ma F無限(燃料無限)就能a無限89F 59.115.144.62 台灣 05/17 19:39
→ : F來自排除燃料的反作用力
→ : F(delta)t=m固定(delta)V
→ : 問題是燃料越多m越大
→ : F來自排除燃料的反作用力
→ : F(delta)t=m固定(delta)V
→ : 問題是燃料越多m越大
→ : 光速93F 106.107.129.20 台灣 05/17 19:42
噓 : 不受力怎麼加速？有點腦袋好嗎94F 39.14.64.120 台灣 05/17 19:51
噓 : 文組？95F 60.244.156.76 台灣 05/17 20:14
推 : 終端速度是非線性問題 物理模型線性又時間96F 118.166.172.230 台灣 05/17 21:14
→ : 不變最理想 但是如果無法兼得 寧願非線性
→ : 但是time invariant (cf. Wheeler-Feynman
→ : 所以處理非線性系統要找出時間不變的邊界
→ : 這類似邊界值問題的Sturm Liouville
→ : 不變最理想 但是如果無法兼得 寧願非線性
→ : 但是time invariant (cf. Wheeler-Feynman
→ : 所以處理非線性系統要找出時間不變的邊界
→ : 這類似邊界值問題的Sturm Liouville
推 : 齊奧爾科夫斯基火箭方程式101F 123.205.17.21 台灣 05/17 22:05
推 : 要開鋼彈102F 111.82.128.238 台灣 05/17 22:28
推 : 開那麼快幹嘛 很危險耶103F 114.27.174.52 台灣 05/17 23:28
→ : 離子推進氣也要燃料，你知道離子是啥嗎104F 150.117.200.18 台灣 05/18 02:11
推 : 要驗證相對論，已經都在驗證，粒子加速105F 86.220.34.247 法國 05/18 04:56
→ : 器就是沒辦法破光速
→ : 器就是沒辦法破光速
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2樓 時間: 2023-05-17 19:24:55 (台灣)
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05-17 19:24 TW
目前加速都是用重力助推，問題是速度越快質量越大，接近光速表示物體質量接近無限大，那大概只有黑洞能幫忙助推了吧，然後自己也成為了黑洞..
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