Кто не знает, что такое ракета? Но законы, по которым возможно движение ракеты, известны немногим. В данном реферате мы решили раскрыть суть реактивного движения — движения, происходящего при отсоединении от тела его части.
Цель: узнать, что такое реактивное движение, как оно проявляется в ракете и как его используют люди.
Задачи: найти информацию о реактивном движении, про ракеты, а также построить собственную модель ракеты на топливе.
1. Что такое реактивное движение
Реактивное движение — это движение, происходящее при отделении от тела его части. В случае с ракетой сила, приводящая ракету в движение, образуется при преобразовании химической энергии топлива в кинетическую энергию струи газов, выходящих в обратную направлению движения ракеты сторону.
В течение многих веков человечество мечтало о космических полетах. Писатели-фантасты придумывали множество путей выхода в космос. Но ни один из них не смог придумать научно обоснованный способ попасть за пределы Земли, который еще бы и работал в тех условиях. Это смог сделать русский ученый К.Э. Циолковский. Именно он показал, что единственный способ дойти до космоса — это создать ракету — летательный аппарат с двигателем на реактивной тяге- силе, образующейся при отделении от тела его части.
Уравнение реактивной тяги:
При сгорании топлива в камере сгорания ракеты образуются газы, нагретые до высокой температуры. При действии двигателя в течение короткого интервала времени t из сопла ракеты выбрасываются со скоростью u относительно ракеты горячие газы массой m. Ракета и выбрасываемые ее двигателем газы взаимодействуют между собой. На основании закона сохранения импульса при отсутствии внешних сил сумма векторов импульсов взаимодействующих тел остается постоянной:
,
,
Александр Куприн «Юнкера — 02 часть»
... свадьбе ее сестры, написать замечательное сочинение, которое будет напечатано и печатно ... которые придали бы истории естественное движение. Он не умел придавать своим ... хоть и совсем не похоже, лихие па старинных огненных танцев и ... - и роман из восьми частей, как пишет современный царь и ... вода отлично держит его косматое тело, он очень быстро освоился с ... Он взял Друга обеими руками под живот, поднял его и ...
где m- массы ракеты и газов, v — изменение скорости ракеты, u — скорость газов.
Разделим обе части равенства на интервал времени t, в течение которого работали двигатели ракеты:
Произведение массы ракеты m на ускорение ее движения a по определению равно силе, вызывающей это ускорение:
Но эта формула справедлива только тогда, когда на ракету не действуют другие силы, кроме реактивной тяги. Если же есть некоторая внешняя сила F, то формула принимает вид
.
Это уравнение выведено профессором Петербургского университета И.В. Мещерским и носит его имя.
Рис.2. Иван Всеволодович Мещерский
Также реактивное движение встречается в природе у некоторых животных, в основном водных, например, у кальмаров. Отдача при выстреле — это также проявление реактивной силы.
2. Ракета
Раке́та- летательный аппарат, двигающийся в пространстве за счёт действия реактивной тяги, возникающей только вследствие отброса части собственного тела аппарата и без использования вещества из окружающей среды. Поскольку полёт ракеты не требует обязательного наличия окружающей воздушной или газовой среды, то он возможен не только в атмосфере, но и в вакууме, то есть в космосе. Словом ракета обозначают широкий спектр летающих устройств от праздничной петарды до космической ракеты-носителя.
Ракеты использовались людьми с ранних времен. Истоки возникновения ракет большинство историков относят ко временам китайской династии Хань (206 год до н. э.-220 н. э.), к открытию пороха и началу его использования для фейерверков и развлечений.Описание летающих «огненных стрел», применявшихся китайцами, показывает, что эти стрелы были ракетами. К ним прикреплялась трубка из уплотненной бумаги, открытая только с заднего конца и заполненная горючим составом. Этот заряд поджигался, и затем стрела выпускалась с помощью лука. Тот же принцип использовали многие другие государства, начиная с монголов в XIIIвеке и заканчивая нынешними высокоточными ракетными снарядами.
Основные силы, действующие на ракету в полёте:
Тяга двигателя — реактивная тяга (см. Что такое реактивное движение)
При движении в атмосфере — лобовое сопротивление.
Подъёмная сила (в основном несущественна).
Несмотря на то, что ракета — это идеальный транспорт (из ныне существующих) для космических путешествий, использовать ракеты для непосредственно полетов в космос человек научился совсем недавно. В 1957 году в СССР была создана межконтинентальная баллистическая ракета (боевая) Р-7, которую позже приспособили под перевозку первого искусственного спутника. С тех пор ракеты стали использовать для полетов. Самый известный — это «кругосветное путешествие» Алексея Гагарина 12 апреля 1961 года. Этот день вошел в историю как День Космонавтики.
Амортизация и ее роль в обновлении основного капитала
... в системе воспроизводства основных фондов показано на рисунке 1. Рис. 1. Место амортизации в системе воспроизводства основных фондов Особое место амортизация ... потому, что из-за увеличения роста производительности труда в отраслях, производящих эти фонды ... правило, моральный износ второй формы определяется на основе сравнения основного параметра объекта основных средств, чаще всего ...
- Строение ракеты
корпус в форме трубы с отверстием на одной стороне для истечения газов;
- топливо, сжигаемое для создания реактивной тяги.
Рис. Строение современной космической ракеты
Настоящая схема ракеты намного сложнее. Обычно, когда создают ракету, самое главное, что продумывают, это ее ступенчатость. Ступени в ракете содержат топливо. Когда топливо заканчивается, ступень отделяется от ракеты. Ракеты с одной ступенью — это обычно боевые ракеты и модели ракет. Для них не нужно много топлива, поэтому можно обойтись одним топливным баком. В космических ракетах используется многоступенчатая схема. Это связано с тем, что нужно огромное количество топлива, чтобы поднять ракету в космос, а увеличение массы ракеты влечет дальнейшее увеличение необходимости в топливе.
Более конкретное строение ракеты обуславливается нуждами конструкторов. Например, для боевых ракет важна скорость и компактность, в то время как для исследователей важнее надежность и грузоподъемость. Для моделей ракет во главе угла встает простота в изготовлении и безопасность.
В настоящее время в космонавтике используются ракеты Атлас V, Ариан 5, Протон, Дельта-4, Союз-2 и многие другие.
Чтобы преодолеть притяжение небесного тела, ракете нужно развить определенную скорость. Эта скорость называется космической. В основном используют две космические скорости:
- первая — при которой ракета становится спутником небесного тела. Для Земли она равна примерно 8 км/с;
- вторая — при которой ракета преодолевает притяжение небесного тела. Для Земли она равна 11,2 км/с.
- Ракетное топливо
Ракетное топливо — это вещество, используемое в двигателе ракеты для создания реактивной тяги и ускорения ракеты.
Топливо бывает разное. В основном в космических ракетах используется химическое топливо. При использовании этого вида топлива происходят реакции с выделением энергии, благодаря которым ракета движется.
Жидкое химическое ракетное топливо делится на окислитель и восстановитель. Оба компонента находятся в разных баках в конструкции ракеты. Смешивание происходит в момент запуска и полета. Происходит окислительно-восстановительная реакция с выделением энергии, и ракета летит. Также существует такое понятие, как монотопливо. Это топливо, в котором окислителем и восстановителем является одно вещество. Наиболее распространенным химическим топливом является водород и его смеси с различными веществами (кислородом, фтором и т.д.)
В качестве источника энергии в ядерном ракетном топливе используется энергия распада изотопов. Данный вид топлива слабо распространен и используется в основном в экспериментах.
Два других типа топлива — электрореактивное и механическое — используются в моделях ракет. Электрореактивное топливо использует электроэнергию, а механическое — энергию сжатых газов.
- Применение ракет
Естественно, что если бы от ракет не было бы никакого толку, их бы и не изобретали. На сегодняшний день ракеты используются в таких отраслях, как:
Альтернативные источники энергии
... атомных электростанций (АЭС). Однако сегодня АЭС уже не считаются источником дешевой и экологически чистой энергией. Топливом для АЭС служит урановая руда – дорогостоящее и трудно добываемое сырье, запасы которого ... бесплотинные ПЭС намечено соорудить в ближайшие годы в Южной Корее. 3. Энергия волн Идея получения электроэнергии от морских волн была изложена еще в 1935 г. советским ученым ...
- военном деле — ракеты-носители боевых зарядов. Ракеты «земля-земля», «земля-воздух», межконтинентальные и т.д. История этого дела началась еще до нашей эры;
- космонавтике — самая развивающаяся область ракетостроения. Множество ракет разных конструкций, начиная с 60-х годов прошлого века, а также использование ракетных двигателей в конструкции различных космических объектов, таких, как станции, спутники и т.д.;
- хобби — модели ракет для своего удовольствия, а также в спортивных целях. (Один из подобных примеров находится в практической части.)
Практическая часть
ракета реактивный модель
Тема: Реактивное движение. Создание ракеты.
Цель: создать модель ракеты.
Оборудование: Бутылка 1.5 л, колпачок-клапан, ниппель (заплатка для шины с клапаном для накачивания), пластилин, вода (топливо).
Ход работы:
Ракета основана на переходе потенциальной энергии воды в кинетическую энергию воды. Газ мощно выдавливает воду из бутылки, и ракета летит.
- К бутылке 1.5 л приделываем колпачок-клапан.
- На днище бутылки делаем отверстие.
- Используя пластилин, вставляем ниппель в отверстие.
- Заливаем полбутылки воды.
- Чтобы запустить ракету, накачиваем ее насосом через ниппель, а затем открываем колпачок.
Рис. 6(в).
Приблизительное расстояние полета — до 10 м
(Камера не сфокусировалась, ракета — это черное пятно в небе)
Вывод: на модели ракеты мы убедились в существовании реактивной тяги и реактивного движения.
Заключение
Ракетостроение — это очень интересная область науки. История ракетостроения началась с давних времен. В наше время ракеты — это основной космический транспорт, а также один из видов вооружения, для ученых — удобное средство исследования, а для обычных людей — интересное хобби, занятие для себя.
Вывод: Используя источники информации, мы сумели найти информацию о реактивном движении, его причинах, а также о том, какую пользу оно несет людям. Кроме того, мы построили действующую модель ракеты на реактивном топливе.
Литература
[Электронный ресурс]//URL: https://litfac.ru/referat/na-temu-reaktivnoe-dvijenie/
2. http://sch119comp2.narod.ru/0103.htm — Реактивное движение. Уравнение Мещерского.
- http://lifehacker.ru/2012/06/25/water-rocket/ — Модель водяной ракеты
- С.В.
Громов, Н.А. Родина — Физика. Учебник для 8 класса общеобразовательных учреждений. — 2001 год, Москва, «Просвещение»
