Реактивное движение в быту доклад
Обновлено: 17.05.2024
Реактивное движение – это такое движение, которое возникает благодаря отделению от тела какой-либо его части или же, наоборот, если к телу присоединяется какая-либо часть.
Природа сама подсказала людям механизм реактивного движения. Морские животные для перемещения сначала набирают в себя воду, а затем выталкивают ее из себя, что приводит к быстрому движению. Человек тоже может двигаться, применяя реактивное движение. Если встать в коньках на лед и резко отбросить от себя тяжелый предмет, то можно откатиться назад.
Удивительно, но даже растения используют реактивное движение. Растение под названием колючеплодник (бешеный огурец) отрывается от стебля из-за простого прикосновения, и из него с большой скоростью вылетает жидкость с семенами. Это происходит благодаря высокому давлению внутри плода.
Впервые реактивное движение было применено на практике китайцами в 13 веке. Они позаимствовали принцип движения каракатиц и осьминогов для изобретения первых ракет. Позже их опыт переняли арабы и европейцы.
Первооткрывателем реактивного движения среди ученых считается Николай Кибальчич. Он спроектировал реактивный двигатель для людей, сидя в царской тюрьме. Последователем Кибальчича стал К. Э. Циолковский. Он доказал возможность применения реактивного движения для создания ракет и покорения космоса. До сих пор многие идеи Циолковского используются в ракетостроении.
В современном мире значение реактивного движения велико. Космические корабли и самолеты приводятся в движение, благодаря реактивным двигателям, находящимся внутри. В космосе нет воздуха или других предметов, от которых можно было бы оттолкнуться, значит, чтобы перемещаться в космическом пространстве необходимо иметь при себе то, что можно отбросить.
Ракета выбрасывает газы, что позволяет ей двигаться. При сгорании топлива в специальной камере выделяются газы. При вылете этих газов из сопла, космический аппарат двигается в сторону, противоположную выделению газов. Главным преимуществом такого движения является то, что тело движется без внешнего воздействия других тел.
Реактивные двигатели изменили жизнь человечества. Благодаря многим талантливым изобретателям со всего мира, изучение реактивного движения продвинулось, но все же люди продолжают оптимизировать уже существующие изобретения, опираясь на бесценные труды великих ученых всех времен.
Реактивное движение – это механическое явление, один из способов тела передвигаться в пространстве. Оно происходит под действием силы, которая называется реактивной тягой. Причина появления этой силы лежит в таком физическом явлении, как импульс.
Импульс – это одно из свойств, описывающий тело. Он равен произведению массы тела на его скорость. Что не менее важно (этот факт пригодится когда речь пойдет о реактивной тяге), у импульса есть вектор и он всегда направлен одинаково с вектором скорости. Иными словами, импульс направлен по направлению движения тела.
Рассмотрим ситуацию, невозможную с точки зрения физики, но весьма наглядно демонстрирующую действие реактивной силы. Имеется однородный шар, брошенный под углом. В какой-то точке его траектории вектор его скорости имеет угол 45 градусов к горизонту. Неожиданно от шара отказывается ровно половина его объема и летит в ровно противоположном сохранении. Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс обеих частей должен быть равен изначальному. Но так как вторая половинка полетела в ровно противоположном направлении, импульс той, что сохранила прежний вектор, должен увеличиться. Если записать формулу этого события, то можно выяснить, что новая скорость будет втрое больше изначальной. Таким образом, тело и стало легче, и увеличило скорость – то есть в целом получила выигрыш в летательных характеристиках по отношению к своему изначальному состоянию.
Здесь мы подходим к определению реактивного движения. Реактивное движение – это такое движение, причиной которого является отделение части массы тела.
Попробуем представить, каким бы был опыт с располовиненным шариком в реальности. На движение “падающего” осколка влияла бы только сила притяжения Земли. В формулу следовало бы добавить cos45 чтобы компенсировать новый угол между векторами. Так как это бы уменьшило прирост скорости, очевидно, что для запусков летательных аппаратов выгоднее чтобы векторы отбрасываемой и ускоряющейся частей были противоположны.
Именно поэтому Реактивное движение используется при запуске ракет и космических аппаратов, которые при взлёте поднимаются практически вертикально. Происходит это так: продукты сгорания топлива, выбрасываемые ракетой, под действием силы тяжести летят вниз, тем самым одновременно ускоряя саму ракету и уменьшая ее вес.
Популярные сегодня темы
Акула – это безжалостный хищник, который появился ещё много лет назад. Крайне тяжело найти столь идеальный, но в то же время, очень древний организм, настолько приспособившийся к хищным водам
Картофель очень распространенный вкусный и питательный овощ. Относится к семейству Пасленовых. Родиной картофеля считается Южная Америка. Именно отсюда этот овощ сначала появился в Европе
Лотос орехоносный – многолетнее травянистое цветущее растение, ведущее земноводный образ существования. Относится к роду Лотосовых. Занесен в Красную книгу России как редкий вид.
Скорпион – наземное насекомое, принадлежащее к отряду членистоногих. Внешне выглядит довольно угрожающе. Обитает в местностях с жарким климатом (преимущественно в засушливых зонах).
О чудесных свойствах чая знает каждый. Но откуда на Руси появился этот вкусный и полезный напиток, пожалуй, догадываются не все. Задолго до появления чая, люди заваривали травы, одной из ценн
Османская империя – это государство, созданное в самом конце 14 века, в 1299 году на северно-западных землях Малой Азии. Основано государство было турками-османами, во главе которых стоял уд
Реактивным движением называют движение тела, возникающее при отделении от него некоторой его части при этом тело (в основном ракета) приобретает движение в противоположную сторону от отделившегося объекта (по этому принципу строят многоступенчатые ракеты). Или же тело приобретает ускорение пи помощи выброса газа или жидкости двигаясь в противоположную сторону от них.
Тема проекта: “Изучение законов реактивного движения”.
Актуальность исследовательской работы: определяется важностью оправданного и грамотного изучения Законов реактивного движения.
Объект исследования: Реактивное движение.
Предмет исследования: Динамика
Цель: Изучение реактивного движения и его законов.
Задачи: Собрать материал по данной теме.
Методы исследования: сбор, анализ и обобщение информации из различных источников информации.
РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ
Реактивным движением называют движение тела, возникающее при отделении от него некоторой его части при этом тело (в основном ракета) приобретает движение в противоположную сторону от отделившегося объекта (по этому принципу строят многоступенчатые ракеты(рис.1)). Или же тело приобретает ускорение пи помощи выброса газа или жидкости двигаясь в противоположную сторону от них
| Рис.1 многоступенчатая ракета |
ЗАКОНЫ РЕАКТИВНОГО ДВИЖЕНИЯ
Закона реактивного движения чем меньше масса тела и чем больше количество газа и скорость его извержения, тем больше скорость передвижения тела.
РЕАКТИВНОЕДВИЖЕНИЕ ВОКРУГ НАС
| Рис.2 бешенный огурец |
Мы можем наблюдать реактивное движение в живой природе. Яркие пример движения у растений — это бешеный огурец(рис.2), который разбрасывает свои семена при помощи реактивного движения. Ещё представителями реактивного движения являются медузы, кальмары, осьминоги и другие, только за место отделения частей они выталкивают под большим давлением воду, за счет чего приобретают ускорение.
ПРИМЕНЕНИЕ РЕАКТИВНОГО ДВИЖЕНИЯ В ТЕХНИКЕ
| Рис.4 реактивный самолёт “Кондор” |
| Рис.3 водомётный катер |
Смотря на природу человек изобрёл много полезных механизмов облегчающих ему жизнь связанных с реактивным движением. Благодаря наблюдениям люди создали реактивный двигатель, без помощи которого не выйти в открытый космос с его помощью самолёты передвигаются быстрее(рис.4). При помощи реактивного движения пули и снаряды вылетают из ствола, передвигаются катера(рис.3) (вбирая и выталкивая воду).
Также реактивное движение применяется в военной технике и довольно обширно. При помощи реактивного движения пули и снаряды вылетают из
| Рис.6 вылет снаряда из дула |
| Рис.5 ядерная ракета “Сатана” |
ствола(рис.6), а ракеты с ядерным зарядом достигают своих целей(рис.5).
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕАКТИВНОГО ДВИЖЕНИЯ В ПОВСЕДНЕВНОЙ ЖИЗНИ
В повседневной жизни люди не используют самолёты и ракеты, но они используют другие не мало важные изобретения. Благодаря реактивному движению люди пользуются системой полива в огороде(рис.8), огнетушителем(рис.6) при пожаре, а на праздниках фейерверками.
| Рис.7 огнетушитель |
| Рис.8 система полива |
6. КАК СОЗДАТЬ РЕАКТИИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ ДОМА.
| Рис.9 воздушный шарик в полёте |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Можно с уверенностью сказать, что за реактивным движением будущие потому что космос безграничен и он всегда будет манить людей своими тайнами и загадками. А как мы все наем в космосе возможен только один тип передвижения и это реактивное движение. Доказательством что люди и в будущем будут стремиться в космос это изобретение и в данный момент уже тестирования первого плазменного двигателя в США(рис.10), который позволит передвигаться во много раз экономнее, дешевле и быстрее. Таким образом тема реактивного движения и его законов будет всегда актуальна и востребована.
Изучение физических законов для человека необходимо с точки зрения их практического использования. Закон сохранения импульса: для системы, состоящей из любого числа тел, суммарный импульс остается постоянным при отсутствии внешних сил. Этот закон является одним из фундаментальных и не имеет исключений. Реактивное движение – пример проявления этого закона в действии. Очень часто мы можем наблюдать это движение в нашей повседневной жизни.
Примеры. Если надеть на водопроводный кран резиновую трубку, то при вытекании воды трубка уйдет в сторону, противоположную струе. Реактивная сила водяного потока заставит развернуться свернутый для полива шланг. Эта же сила вращает ствол дождевального аппарата. Чтобы это произошло, конструкция ствола предусматривает специальный изгиб в горизонтальном направлении.
Реакция струи имеет место всегда, когда струя жидкости или газа встречает препятствие и тогда она меняет направление. Турбины как раз и используют такую идею для получения вращательного движения. Главной деталью любой турбины является колесо с лопатками, которые насажены на обод под углом. Пар, ударяясь о лопатки, отражается от них и изменяет направление движения. Реакция струи, в свою очередь, будет вращать колесо турбины.
Еще примеры. Ветряная мельница. Ветродвигатель. Гребной винт. Гребное колесо. Эти механизмы, приводящие в движение суда, имеют один и тот же принцип действия – реакция отбрасываемой струи. Воздушный винт – пропеллер – работает точно так же. Реакция струи – это и есть тяга винта. Водяной или воздушный винт при вращении отгоняет воду или воздух в одну сторону, а морское или воздушное судно перемещается в другую сторону под действием реакции струи, направленной на винт. Сюда же можно отнести комнатные вентиляторы. Отбрасываемый поток воздуха и создает тот приятный ветер, которого мы ожидаем в сильную жару.
Плавание человека, катание на лодке – тоже примеры реактивного движения. Вы катались на лодке? Вспомните, куда вы направляете весло, а куда движется лодка.
Движение ракеты есть суть реакция струи, но при этом весь запас отбрасываемых газов ракета несет с собой. В древнем Китае изобрели пороховую ракету. В ней оболочка заполняется медленно горящим порохом, выделяющим раскаленный газ. Он вылетает вниз с большой скоростью из дырки в оболочке, а ракета взмывает вверх.
Что такое реактивный двигатель? Это ракета, двигающая какое-либо транспортное средство. Баллистическая ракета состоит из двигателей большой мощности, которые работают при разгоне, и запаса топлива. Такая ракета будет иметь также полезную нагрузку. Если для военных целей – это боеголовка, для мирных – космический корабль. Тяга реактивного двигателя – это сила реакции вытекающего после сгорания топлива газа.
При полете ракеты на околоземное пространство ее ускорение будет тем больше, тем меньше масса оставшегося агрегата. А масса уменьшается по мере расходования запаса топлива. И по второму закону Ньютона приращение скорости будет тем больше, чем меньше масса содержимого корпуса ракеты.
Еще один фактор влияет на скорость движения ракеты – изменение скорости течения частиц газа до огромных значений. А это зависит от вида топлива, формы отверстия, называемого соплом, для отвода сгоревшего вещества топлива.
Таким образом, реактивное движение тела – это то, которое возникает при отделении с какой-либо скоростью некоторой его части.
Вариант №2
Реактивное движение – это способ применения закона сохранения импульса на практике. Реактивным называется вид движения тела с отделением от него части, летящей с определенной скоростью. Такой вид движения наблюдается не только в обыденной жизни, технике, но и в природе.
В быту реактивное движение можно наблюдать, если надуть воздушный шарик, а затем отпустить его. При этом воздух из шарика будет выходить в одну сторону, а шарик полетит в другую. Движение шарика прекратится, когда большая часть воздуха выйдет из него.
В технике самыми яркими примерами реактивного движения являются: ракета, сегнерово колесо. Впервые описание ракеты, как транспортного средства для космических полетов, было сделано Константином Эдуардовичем Циолковским – русским ученым в начале XX века. Но его идеи смог воплотить в жизнь советский конструктор Сергей Павлович Королев только в середине XX века. Во время полета ракеты отделяющейся частью является струя газов, образующаяся при сгорании топлива. Струя газов так же, как и в случае с шариком, устремляется в сторону, противоположную движению ракеты. Ракеты, применяемые для организации красочных фейерверков, сигнальные ракеты тоже работают по принципу реактивного движения.
Рассмотрим еще один вид реактивного движения – сегнерово колесо. Сегнеровым колесо названо по фамилии венгерского ученого-физика Иоганна Сегнера, который и изобрел его в 1750 году. В качестве отделяющейся части здесь выступает вода, которая выливается из изогнутой на конце трубки с большой скоростью и заставляет вращаться колесо. Данный метод до сих пор применяется в центробежном фильтре для очистки масла в автомобилях.
В природе реактивное движение используют такие животные, как: кальмар, сальпа, каракатица. Через отверстия у себя в теле они вбирают воду, а затем выбрасывают ее наружу и двигаются в сторону, противоположную вылету струи воды.
Растения также используют реактивное движение для распространения своих семян. Примером такого распространения являются плоды бешеного огурца. Даже небольшое прикосновение к созревшим плодам заставляет их отлетать от плодоножки и раскрываться. При этом семечко, расположенное в специальной клейкой жидкости, отлетает в сторону, противоположную коробочке.
10 класс, 9 класс кратко
Реактивное движение
Как и других животных человек решил одомашнить кролика. Домашних кроликов чаще всего держат не ради их меха или мяса, они становятся верными друзьями по жизни. Сам по себе кролик - это небольшого размера пушистый зверек, происходящий от зайца.
Атлантический океан – значимый мировой водный объект, уступающий своей площадью и глубиной только Тихому океану. Его воды буквально отделяют Западное полушарие от Восточного, а именно материки: Америки от Евразии и Африки.
Становление человеческой жизни на Земле прошло долгий путь. Люди приобрели многие знания и навыки. Теперь они привыкли жить хорошо и ни в чем не нуждаться. Чтобы улучшить свою жизнь, людям необходимо привлекать затраты и разнообразные
Наука является ключевым званьем во многих сферах жизни, в том числе и бытовой. Так, следовательно, вопрос реактивного движения в быту поможет понять действие некоторых вещей на самых простых примерах. Благодаря этому понятию, а также разработкам в этой сфере, люди научились строить реактивные самолеты и ракеты, на которых можно летать в космос.
Яркие примеры реактивного движения в быту и технике
Довольно интересным является факт, что даже для детей реактивное движение может быть познавательным и интересным. Именно поэтому данная тема активно изучается на первых курсах физики. Изначально, нужно рассказать о том, что реактивное движение представляет собой особый вид движения, которое происходит во время отделения от тела с определенной скоростью какой-либо его части.
Простыми словами это понятие можно описать в следующих примерах:
Фейерверк. Чаще всего они производятся в обычной картонной тубе. Самым первым в такую ёмкость засыпают специальные химические примеси, которые обеспечивают яркий световой эффект. Далее идёт порох. Как только человек зажигает фитиль, то сразу же автоматически запускается своеобразный детонатор, а в конце происходит взрыв. В качестве главных компонентов для конструирования фейерверков используют:
- топливо;
- окислитель;
- различные химические соединения, благодаря которым мы с вами можем увидеть разные цветовые эффекты.
Таким образом, в ходе высвобождения огромной энергии и происходит яркое феерическое шоу.
Воздушный шар. Во время объяснения примера реактивного движения в быту на обычном шарике, прежде всего, нужно сказать, что в процессе, когда из шара выходит сжатый воздух, то сам шарик и совершает непосредственное реактивное движение. А сама сила взаимодействия, вызывает тот момент, когда направление движения шарика будет совершенно противоположным к направлению выхода воздушной струи. В ходе изучения данного понятия, обязательно узнайте, кто открыл реактивное движение, поскольку история открытия этого понятия очень интересна и завлекательная.
Смотрите видео о том, какое движение называют реактивным.
Главные примеры реактивного движения в технике
Сегодня существует огромное количество самой разной техники, которая работает на основе данного понятия. Так, многие могут даже не знать об этом, но при изучении данного вопроса, всё быстро становится на свои места. Тремя яркими примерами этого понятия в техники можно назвать:
- Системы полива.
- Тележки с моторчиками.
- Огнетушитель.
Системы полива. Суть работы систем полива заключается в том, что вода поступает из распределительного трубопровода в поливной трубопровод. Когда поливной трубопровод заполняется полностью, то давление сразу повышается до расчетного. Именно под действием давления вода и вылетает из поливных капельниц.
Тележки с моторчиками. Во время того, когда воздух, который издает пропеллер, будет двигаться в одну сторону, а сама непосредственно тележка будет двигаться в противоположную сторону. Следует отметить, что во время изменения направления движения струи воздуха, движение тележки также изменится автоматически.
Огнетушитель. Работа данного устройства строится на высвобождении огнетушащего порошкового химического средства, который вытесняется под воздействием избыточного давления, что создается рабочим газом. Под воздействием давления порошок подходит к выпускному клапану, потом проходя через насадки, и попадает на очаг пожара через открытый выпускной клапан.
Нужно сказать о том, что в технике реактивное движение во многом напоминает обычную природную реактивность. Так, еще древние китайцы придумали бамбуковые тубы, которые начинялись порохом и применялись для развлечения. Очень много интересной и познавательной информации можно узнать в ходе изучения реактивного движения и его применения.
Где ещё можно встретить реактивное движение?
Как ни странно, но это понятие тесно связанно с нашей природой, а точнее с представителями морской фауны. Так, реактивное движение в своей жизнедеятельности используют очень много моллюск:
- кальмары;
- медузы;
- представители каракатиц;
- осьминоги.
Можно привести самой простой пример на моллюске – гребешке, так это существо движется благодаря реактивной силе струи воды, которая выходит из его раковины во время внезапного и резкого сжатия ее створок.
Касательно вопроса закона сохранения импульса реактивного движения, то к его изучению нужно подойти очень внимательно, поскольку если пропустить даже малейшую деталь, вы не сможете разобраться в этом деле.
Законы физики, без которых не существовало бы реактивное движение
В заключение хотелось бы сказать о реактивной силе, так она возникает как естественный результат тесного взаимодействия между собой частей определенной системы, без вмешательства со стороны внешних сил. Но, в то время, как сила, что рождает ускорение, к примеру, пешехода или лотки, будет происходить только в результате действия данных тел с поверхностью земли или водой.
Одним из таких законов нужно назвать – сохранение импульса. Поняв этот закон, можно при необходимости менять собственную скорость движения в пространстве. К примеру, если вы будете сидеть в лотке, и при себе у вас будет пара тяжелых камней, и когда вы будете их бросать в сторону, то сами будете двигаться в противоположную сторону. Аналогичная ситуация будет происходить и в космическом пространстве, но в той среде используются реактивные двигатели.
Реактивное движение - движение, возникающее при отделении от тела с некоторой скоростью какой-либо его части.
Реактивная сила возникает без какого-либо взаимодействия с внешними телами.
Применение реактивного движения в природе
Многие из нас в своей жизни встречались во время купания в море с медузами. Во всяком случае, в Черном море их вполне хватает. Но мало кто задумывался, что и медузы для передвижения пользуются реактивным движением. Кроме того, именно так передвигаются и личинки стрекоз, и некоторые виды морского планктона. И зачастую КПД морских беспозвоночных животных при использовании реактивного движения гораздо выше, чем у техноизобретений.
Реактивное движение используется многими моллюсками – осьминогами, кальмарами, каракатицами. Например, морской моллюск-гребешок движется вперед за счет реактивной силы струи воды, выброшенной из раковины при резком сжатии ее створок.
Каракатица, как и большинство головоногих моллюсков, движется в воде следующим способом. Она забирает воду в жаберную полость через боковую щель и особую воронку впереди тела, а затем энергично выбрасывает струю воды через воронку. Каракатица направляет трубку воронки в бок или назад и стремительно выдавливая из неё воду, может двигаться в разные стороны.
Сальпа - морское животное с прозрачным телом, при движении принимает воду через переднее отверстие, причем вода попадает в широкую полость, внутри которой по диагонали натянуты жабры. Как только животное сделает большой глоток воды, отверстие закрывается. Тогда продольные и поперечные мускулы сальпы сокращаются, все тело сжимается, и вода через заднее отверстие выталкивается наружу. Реакция вытекающей струи толкает сальпу вперед.
Наибольший интерес представляет реактивный двигатель кальмара. Кальмар является самым крупным беспозвоночным обитателем океанских глубин. Кальмары достигли высшего совершенства в реактивной навигации. У них даже тело своими внешними формами копирует ракету (или лучше сказать – ракета копирует кальмара, поскольку ему принадлежит в этом деле бесспорный приоритет). При медленном перемещении кальмар пользуется большим ромбовидным плавником, периодически изгибающимся. Для быстрого броска он использует реактивный двигатель. Мышечная ткань – мантия окружает тело моллюска со всех сторон, объем ее полости составляет почти половину объема тела кальмара. Животное засасывает воду внутрь мантийной полости, а затем резко выбрасывает струю воды через узкое сопло и с большой скоростью двигается толчками назад. При этом все десять щупалец кальмара собираются в узел над головой, и он приобретает обтекаемую форму. Сопло снабжено специальным клапаном, и мышцы могут его поворачивать, изменяя направление движения. Двигатель кальмара очень экономичен, он способен развивать скорость до 60 – 70 км/ч. (Некоторые исследователи считают, что даже до 150 км/ч!) Недаром кальмара называют “живой торпедой”. Изгибая сложенные пучком щупальца вправо, влево, вверх или вниз, кальмар поворачивает в ту или другую сторону. Поскольку такой руль по сравнению с самим животным имеет очень большие размеры, то достаточно его незначительного движения, чтобы кальмар, даже на полном ходу, легко мог увернуться от столкновения с препятствием. Резкий поворот руля – и пловец мчится уже в обратную сторону. Вот изогнул он конец воронки назад и скользит теперь головой вперед. Выгнул ее вправо – и реактивный толчок отбросил его влево. Но когда нужно плыть быстро, воронка всегда торчит прямо между щупальцами, и кальмар мчится хвостом вперед, как бежал бы рак – скороход, наделенный резвостью скакуна.
Английский исследователь моллюсков доктор Рис описал в научной статье кальмара (длиной всего в 16 сантиметров), который, пролетев по воздуху изрядное расстояние, упал на мостик яхты, возвышавшийся над водой почти на семь метров.
Случается, что на корабль сверкающим каскадом обрушивается множество летающих кальмаров. Античный писатель Требиус Нигер поведал однажды печальную историю о корабле, который будто бы даже затонул под тяжестью летающих кальмаров, упавших на его палубу. Кальмары могут взлетать и без разгона.
Осьминоги тоже умеют летать. Французский натуралист Жан Верани видел, как обычный осьминог разогнался в аквариуме и вдруг задом вперед неожиданно выскочил из воды. Описав в воздухе дугу длиной метров в пять, он плюхнулся обратно в аквариум. Набирая скорость для прыжка, осьминог двигался не только за счет реактивной тяги, но и греб щупальцами.
Мешковатые осьминоги плавают, конечно, хуже кальмаров, но в критические минуты и они могут показать рекордный для лучших спринтеров класс. Сотрудники Калифорнийского аквариума пытались сфотографировать осьминога, атакующего краба. Спрут бросался на добычу с такой быстротой, что на пленке, даже при съемке на самых больших скоростях, всегда оказывались смазки. Значит, бросок длился сотые доли секунды! Обычно же осьминоги плавают сравнительно медленно. Джозеф Сайнл, изучавший миграции спрутов, подсчитал: осьминог размером в полметра плывет по морю со средней скоростью около пятнадцати километров в час. Каждая струя воды, выброшенная из воронки, толкает его вперед (вернее, назад, так как осьминог плывет задом наперед) на два – два с половиной метра.
Реактивное движение можно встретить и в мире растений. Например, созревшие плоды “бешеного огурца” при самом легком прикосновении отскакивают от плодоножки, а из образовавшегося отверстия с силой выбрасывается клейкая жидкость с семенами. Сам огурец при этом отлетает в противоположном направлении до 12 м.
Зная закон сохранения импульса можно изменять собственную скорость перемещения в открытом пространстве. Если вы находитесь в лодке и у вас есть несколько тяжёлых камней, то бросая камни в определённую сторону вы будете двигаться в противоположном направлении. То же самое будет и в космическом пространстве, но там для этого используют реактивные двигатели.
Каждый знает, что выстрел из ружья сопровождается отдачей. Если бы вес пули равнялся бы весу ружья, они бы разлетелись с одинаковой скоростью. Отдача происходит потому, что отбрасываемая масса газов создаёт реактивную силу, благодаря которой может быть обеспечено движение как в воздухе, так и в безвоздушном пространстве. И чем больше масса и скорость истекающих газов, тем большую силу отдачи ощущает наше плечо, чем сильнее реакция ружья, тем больше реактивная сила.
Применение реактивного движения в технике
В течение многих веков человечество мечтало о космических полётах. Писатели-фантасты предлагали самые разные средства для достижения этой цели. В XVII веке появился рассказ французского писателя Сирано де Бержерака о полёте на Луну. Герой этого рассказа добрался до Луны в железной повозке, над которой он всё время подбрасывал сильный магнит. Притягиваясь к нему, повозка всё выше поднималась над Землёй, пока не достигла Луны. А барон Мюнхгаузен рассказывал, что забрался на Луну по стеблю боба.
В конце первого тысячелетия нашей эры в Китае изобрели реактивное движение, которое приводило в действие ракеты - бамбуковые трубки, начиненные порохом, они также использовались как забава. Один из первых проектов автомобилей был также с реактивным двигателем и принадлежал этот проект Ньютону
Автором первого в мире проекта реактивного летательного аппарата, предназначенного для полета человека, был русский революционер – народоволец Н.И. Кибальчич. Его казнили 3 апреля 1881 г. за участие в покушении на императора Александра II. Свой проект он разработал в тюрьме после вынесения смертного приговора. Кибальчич писал: “Находясь в заключении, за несколько дней до своей смерти я пишу этот проект. Я верю в осуществимость моей идеи, и эта вера поддерживает меня в моем ужасном положении…Я спокойно встречу смерть, зная, что моя идея не погибнет вместе со мною”.
Идея использования ракет для космических полётов была предложена ещё в начале нашего столетия русским учёным Константином Эдуардовичем Циолковским. В 1903 году появилась в печати статья преподавателя калужской гимназии К.Э. Циолковского “Исследование мировых пространств реактивными приборами”. В этой работе содержалось важнейшее для космонавтики математическое уравнение, теперь известное как “формула Циолковского”, которое описывало движение тела переменной массы. В дальнейшем он разработал схему ракетного двигателя на жидком топливе, предложил многоступенчатую конструкцию ракеты, высказал идею о возможности создания целых космических городов на околоземной орбите. Он показал, что единственный аппарат, способный преодолеть силу тяжести - это ракета, т.е. аппарат с реактивным двигателем, использующим горючее и окислитель, находящиеся на самом аппарате.
Реактивный двигатель – это двигатель, преобразующий химическую энергию топлива в кинетическую энергию газовой струи, при этом двигатель приобретает скорость в обратном направлении.
Идея К.Э.Циолковского была осуществлена советскими учёными под руководством академика Сергея Павловича Королёва. Первый в истории искусственный спутник Земли с помощью ракеты был запущен в Советском Союзе 4 октября 1957 г.
Принцип реактивного движения находит широкое практическое применение в авиации и космонавтике. В космическом пространстве нет среды, с которой тело могло бы взаимодействовать и тем самым изменять направление и модуль своей скорости, поэтому для космических полетов могут быть использованы только реактивные летательные аппараты, т. е. ракеты.
Устройство ракеты
В основе движения ракеты лежит закон сохранения импульса. Если в некоторый момент времени от ракеты будет отброшено какое-либо тело, то она приобретет такой же импульс, но направленный в противоположную сторону
В любой ракете, независимо от ее конструкции, всегда имеется оболочка и топливо с окислителем. Оболочка ракеты включает в себя полезный груз (в данном случае это космический корабль), приборный отсек и двигатель (камера сгорания, насосы и пр.).
Основную массу ракеты составляет топливо с окислителем (окислитель нужен для поддержания горения топлива, поскольку в космосе нет кислорода).
Топливо и окислитель с помощью насосов подаются в камеру сгорания. Топливо, сгорая, превращается в газ высокой температуры и высокого давления. Благодаря большой разности давлений в камере сгорания и в космическом пространстве, газы из камеры сгорания мощнойструей устремляются наружу через раструб специальной формы, называемый соплом. Назначение сопла состоит в том, чтобы повысить скорость струи.
Перед стартом ракеты её импульс равен нулю. В результате взаимодействия газа в камере сгорания и всех остальных частей ракеты вырывающиёся через сопло газ получает некоторый импульс. Тогда ракета представляет собой замкнутую систему, и её общий импульс должен и после запуска равен нулю. Поэтому и оболочка ракеты совсем, что в ней находится, получает импульс, равный по модулю импульсу газа, но противоположный по направлению.
Наиболее массивную часть ракеты, предназначенную для старта и разгона всей ракеты, называют первой ступенью. Когда первая массивная ступень многоступенчатой ракеты исчерпает при разгоне все запасы топлива, она отделяется. Дальнейший разгон продолжает вторая, менее массивная ступень, и к ранее достигнутой при помощи первой ступени скорости она добавляет ещё некоторую скорость, а затем отделяется. Третья ступень продолжает наращивание скорости до необходимого значения и доставляет полезный груз на орбиту.
Читайте также: