1.最佳装水比

一开始,只是想要算一下水火箭的最佳装水比应该是多少,于是列了以下几个方程:
1.绝热膨胀:$p V^{\gamma}=C , V = (l_{0} - l)S$
2.伯努利方程(非惯性系):$\frac{1}{2}\rho v_{2}^{2} + \rho (g + a)l + p = \frac{1}{2}\rho \mu ^{2} + p_{0}$
3.连续性方程:$\mu S_{0} = v_{2}S$
4.总质量:$m = m_{0} + \rho S l$
5.$l$与$v_{2}$的关系:$v_{2} = -\frac{\mathrm{d} l}{\mathrm{d} t}$
6.火箭的冲量定理:$m\frac{\mathrm{d} v}{\mathrm{d} t} = -mg -\mu\frac{\mathrm{d} m}{\mathrm{d} t}$

然而这几个方程好像解不出来,只有数值解(参考水火箭运动的理论研究),并且根据A more thorough analysis of water rockets,伯努利方程在这并不适用,

2.功率和质量

据说nasa打算用激光加速一个极小的宇宙飞船,但是计算一下,好像需要很大的功率,比如要获得1N的推力:  

$F=\frac{\mathrm{d}\frac{h\nu }{c} }{\mathrm{d} t}=\frac{P}{c}$

F=1N 时P将会是$3 \cdot 10^{8} W$,这实在是太浪费能量了。

3.设想

由以上可以想到:1、质量可转化为能量( $E = m c ^{2}$),携带更多的物质也许可以提高delta V。

2、最理想的一个火箭状态应该是携带足够的物质,将物质转化为能量以电磁波(光)的形式向一个方向发射出去