04.05.2020
Тема: Реактивний
рух. Фізичні основи ракетної техніки. Досягнення космонавтики.
Перевіряємо виконання домашнього завдання - впр. 36 (1-2)
Продивіться відео та опрацюйте новий матеріал уроку.
1.Реактивний
рух
Проведемо дослід
Надуємо повітряну кульку і, не стягуючи її отвір ниткою, відпустимо. Кулька
почне рухатись, і рухатиметься доти, поки з отвору виривається повітря.
Поміркуйте:
• Яка причина руху повітряної кульки у даному досліді?
Якщо отвір кульки закритий, вона перебуває в спокої й імпульс системи
«кулька – повітря» дорівнює нулю.
Якщо отвір відкрити, то повітря почне вириватися
назовні з досить великою швидкістю, тобто набуде певного імпульсу:
Сама кулька
теж набуде імпульсу:
напрямленого в бік, протилежний імпульсу повітря.
Реактивний рух
– це рух, що виникає внаслідок відділення з деякою швидкістю від тіла якоїсь
його частини.
Уявімо, що система «кулька – повітря» є замкненою. Тоді відповідно до
закону збереження імпульсу загальний імпульс системи «кулька – повітря»
залишається незмінним і дорівнює нулю:
Знак «–» свідчить про те, що кулька рухається в напрямку, протилежному
напрямку руху повітря.
Поміркуйте:
• Де зустрічається реактивний рух у нашому житті?
Віддача автомата
Сила
, яка діє на кулі, дорівнює швидкості зміни імпульсу куль:
n – кількість пострілів за секунду
mк – маса однієї кулі
v – швидкість у момент вильоту з дула
Реактивний рух ракети
Ракета –
літальний апарат, який переміщується в просторі завдяки реактивній тязі, що
виникає внаслідок відкидання ракетою частини власної маси.
Поміркуйте:
• Що є відокремлюваною частиною ракети?
Відокремлюваною частиною ракети є струмінь гарячого газу, який утворюється
в ході згоряння палива. Коли газовий струмінь із величезною швидкістю
викидається із сопла ракети, то оболонка ракети одержує потужний імпульс,
напрямлений у бік, протилежний швидкості руху струменя.
Уявімо неймовірний варіант: у момент
старту все паливо ракети згоряє відразу.
Оскільки до старту ракета перебуває у спокої, то закон збереження імпульсу
після згоряння палива виглядав би так:
Спроектуємо векторне рівняння на цю вісь OY:
Поміркуйте:
• Чи може одноступенева ракета покинути Землю?
Якби паливо ракети згоряло миттєво, а руху ракети нічого не заважало б, то
швидкість, набрана ракетою, була б достатньою для того, щоб вивести ракету на
орбіту Землі.
Однак у реальності паливо згоряє поступово, а на рух ракети помітно впливає
опір повітря. Розрахунки показують, що для досягнення необхідної швидкості маса
палива має у 200 разів перевищувати масу оболонки, а це нереально реалізувати
технічно.
• Як технічно вирішити дану проблему?
Це можливо тільки за допомогою багатоступеневих ракет: у таких ракетах
ступені зі спорожнілими паливними резервуарами відкидаються в польоті (потім
вони згоряють в атмосфері через тертя об повітря).
При цьому маса ракети зменшується, відповідно збільшується швидкість її
руху. Зазначимо, що всі ракети-носії космічних апаратів, як найперші, так і ті,
що використовуються зараз, є багатоступеневими.
12 квітня 1961 р. ракета-носій «Восток» вивела на орбіту космічний корабель
«Восток», на борту якого був перший у світі космонавт Ю. О. Гагарін.
Леонід Каденюк був першим і поки що єдиним космонавтом незалежної України.
РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ
1. Під час запуску моделі ракети масою 250 г з неї вийшло майже миттєво 50
г стиснутого повітря зі швидкістю 2 м/с. Визначте швидкість, з якою
рухатиметься ракета.
1. Дайте означення реактивного
руху.
2. Опишіть досліди зі
спостереження реактивного руху.
3. Запишіть закон збереження
імпульсу для руху ракети, припустивши, що все її паливо згоряє миттєво в момент
старту.
4. Чому для запускання космічних
кораблів з поверхні Землі використовують багатоступеневі ракети?
5. Назвіть ім’я першого в історії
людства космонавтата ім’я конструктора, під керівництвом якого було здійснено
перший політу космос.
Обов'язково пройти тестування по цій темі.
Домашнє завдання
Опрацювати § 37, Вправа № 37(1, 2)
Немає коментарів:
Дописати коментар