Реактивное движение
Цели урока
Что такое реактивное движение?
Законы Ньютона позволяют объяснить очень важное механическое явление — реактивное движение. Так называют движение тела, возникающее при отделении от него с какой-либо скоростью некоторой его части. Реактивное движение описывается, исходя из закона сохранения импульса. Рассмотрим примеры реактивного движения.
Сегнерово колесо
- Устройство, основанное на реактивном действии вытекающей воды. С. к. было изобретено венгерским учёным Я. А. Сегнером (J. A. Segner) в 1750 и явилось прообразом гидравлической турбины. С. к. состоит из вертикальной подводящей трубы, на которой укреплена свободно вращающаяся горизонтальная труба (рис.) с горизонтальными же отогнутыми в противоположные стороны открытыми концами; через них жидкость вытекает, приводя С. к. во вращение. С. к. служит главным образом как демонстрационный прибор; применяется также для полива растений.
Реактивное движение в животном мире.
Реактивное движение свойственно осьминогам, кальмарам, каракатицам, медузам – все они, без исключения, используют для плавания реакцию (отдачу) выбрасываемой струи воды. Именно это дало повод назвать кальмаров биологическими ракетами. Инженеры уже создали двигатель, подобный двигателю кальмара. Его называют водометом. В нем вода засасывается в камеру. А затем выбрасывается из нее через сопло; судно движется в сторону, противоположную направлению выброса струи. Вода засасывается при помощи обычного бензинового или дизельного двигателя.
Пример…
В мышцах кальмара в результате сложных превращений химическая энергия превращается в механическую.
При реактивном способе плавания животное производит засасывание воды через широко открытую мантийную щель в мантийную полость. Сила, вызывающая движение животного, создается за счет выбрасывания струи воды через узкое сопло, которое расположено на брюшной поверхности кальмара. Это сопло снабжено специальным клапаном, и мышцы могут его поворачивать. Изменяя угол установки воронки, кальмар плывет одинаково хорошо вперед, назад и в сторону. Чтобы увеличить скорость движения, т.е. число реактивных импульсов в единицу времени, необходима повышенная проводимость нервов, которой обладают кальмары вследствие большого диаметра нервов.
Реактивное движение в растительном мире
Примеры реактивного движения можно обнаружить и в мире растений. Например, созревшие плоды “бешеного” огурца при самом лёгком прикосновении отскакивают от плодоножки и из образовавшегося отверстия с силой выбрасывается горькая жидкость с семенами; сами огурцы при этом отлетают в противоположном направлении.
Из истории развития реактивного движения
Первым проектом пилотируемой ракеты был в 1881 году проект ракеты с пороховым двигателем известного революционера Николая Ивановича Кибальчича (1853-1881).
Будучи осужденным царским судом за участие в убийстве императора Александра II, Кибальчич в камере смертников за 10 дней до казни подал администации тюрьмы записку с описанием своего изобретения. Но царские чиновники скрыли от ученых этот проект. О нем стало известно только в 1916 году.
В 1903 году Константин Эдуардович Циолковский предложил первую конструкцию ракеты для космических полетов на жидком топливе и вывел формулу скорости движения ракеты.
В 1929 году ученый предложил идею создания ракетных поездов (многоступенчатых ракет).
Сергей Павлович Королев был крупнейшим конструктором ракетно-космических систем. Под его руководством были осуществлены запуски первых в мире искусственных спутников Земли, Луны и Солнца, первых пилотируемых космических кораблей и первый выход человека из спутника в открытый космос.
4 октября 1957 года в нашей стране был запущен первый в мире искусственный спутник Земли.
3 ноября 1957 года в космос был запущен спутник с собакой Лайкой на борту.
2 января 1959 года была запущена первая автоматическая межпланетная станция "Луна-1", которая стала первым искусственным спутником Солнца.
12 апреля 1961 года Юрий Алексеевич Гагарин совершил первый в мире пилотируемый космический полет на корабле-спутнике "Восток-1".
Данные о "Востоке-1":
масса......................................4,73 т
период обращения ...............1 ч. 48 мин.
высота над Землей...............327 км
число витков.........................1
длина траектории.................41000 км
- 1. Кто создал первый проект пилотируемой ракеты? В каком году это произошло?
- 2. Кто предложил первую конструкцию ракеты для космических полетов на жидком топливе и вывел формулу скорости движения ракеты?
- 3. Какая страна и когда впервые запустила первый в мире искусственный спутник Земли?
- 4. Кто был крупнейшим конструктором ракетно-космических систем?
- 5. Кто совершил первый в мире пилотируемый космический полет и на каком корабле?
- 6. Какая страна первая совершила полет на Луну?
Первый в мире космический полет, первый в мире космонавт, первый в мире выход в открытый космос, первое в мире "прикосновение" к другим небесным объектам и многое другое первое в мире в деле практического освоения космоса принадлежит нашей Родине.
Значение освоения космоса
1. Использование спутников для связи. Осуществление телефонной и телевизионной связи.
2. Использование спутников для навигации морских судов и самолетов.
3. Использование спутников в метеорологии и для изучения процессов, происходящих в атмосфере; прогнозирование стихийных явлений.
4. Использование спутников для проведения научных исследований, осуществления различных технологических процессов в условиях невесомости, уточнение природных ресурсов.
5. Использование спутников для изучения космоса и физической природы других тел Солнечной системы.
И т. д.
