Siła ciągu

Siła ciągu (ciąg) - siła będąca wynikiem działania silnika pojazdu, obiektu pływającego lub latającego. Siła ciągu jest siłą reakcji - powstaje zgodnie z III zasadą dynamiki - w wyniku oddziaływania układu napędowego pojazdu z innymi ciałami.

W przypadku gdy na ciało nie działają inne siły, siła ciągu wywołuje przyspieszenie ciała a jej wartość określa II zasady dynamiki Newtona

$F_{c}=am\,$

gdzie

- a - przyspieszenie uzyskiwane przez pojazd,

- m - masa pojazdu.

Wartość siły ciągu jest liczbowo równa sile oddziaływania układu napędowego na otoczenie ale zwroty obu sił są przeciwne.

[edytuj] Przykłady

[edytuj] Siła ciągu silnika samochodowego

Silnik wprawia w ruch obrotowy koła samochodu. Dzięki sile tarcia statycznego pomiędzy oponą o nawierzchnią jezdni, samochód działa na jezdnię pewną siłą skierowaną do tyłu. Jezdnia działa na samochód siłą równą co do wartości ale skierowaną do przodu - jest to siła ciągu.

[edytuj] Siła ciągu śruby okrętowej

Śruba okrętowa na statku nadaje energię kinetyczną wodzie skierowując ją do tyłu. II zasadę dynamiki można zapisać w tej sytuacji w postaci uogólnionej

$F_{c}=\frac{dp}{dt}$

gdzie dp/dt jest prędkością zmiany pędu statku. Zgodnie z zasadą zachowania pędu, zmiana pędu wody jest taka sama, zatem

$F_{c}=m\frac{dv}{dt}$

gdzie

- m jest masą wprawianej w ruch wody,

- dv/dt - przyspieszeniem nadawanym wodzie.

Wynika stąd, że siła ciągu wzrośnie, jeżeli zwiększy się rozmiar śruby i zwiększy się prędkość jej obrotów.

[edytuj] Siła ciągu silnika rakiety

Zobacz więcej w osobnym artykule: Ciąg silnika lotniczego.

Siła ciągu w tym przypadku można wyznaczyć podobnie jak dla śruby okrętowej, z tą jednak różnicą, że masa rakiety zmniejsza się podczas rozpędzania (rakieta zużywa paliwo). Inaczej mówiąc - ośrodek, od którego rakieta się odpycha, musi ona zabrać ze sobą. Siła ciągu rakiety jest definiowana wzorem:

$F_{c}=v\frac{dm}{dt}$