Реферат реактивное движение успехи в освоении космического пространства
Обновлено: 02.07.2024
Реактивное движение: общее понятие, принцип. Предпосылки изобретения ракеты. Альтернативные способы поднятия космических аппаратов на орбиту. Химические ракетные двигатели. Первые искусственные спутники планеты Земля. Успехи советской космонавтики.
| Рубрика | Астрономия и космонавтика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.12.2017 |
| Размер файла | 37,6 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
КОМИТЕТ ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ
Государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
Тема: Реактивное движение и освоение космоса
Содержание
Глава 1. Реактивное движения
1.1 Определение реактивного движения
1.2 Принцип реактивного движения
Глава 2. Предпосылки изобретения ракеты
Глава 3. Освоение космоса
3.1 Первые искусственные спутники с планеты Земля
3.2 Покорение космоса человеком
Введение
Реактивное движение - движение тела, обусловленное отделением от него с некоторой скоростью какой-то его части. Реактивное движение описывается, исходя из закона сохранения импульса. Оно широко используется в ракетостроении.
Изучение космоса началось еще с самых древних времен, когда человек только учился считать по звездам, выделяя созвездия. И только всего четыреста лет назад, после изобретения телескопа, астрономия начала стремительно развиваться, принося в науку все новые открытия.
XVII век стал переходным веком для астрономии, тогда начали применять научный метод в исследовании космоса, благодаря которому был открыт Млечный путь, другие звездные скопления и туманности.
Начиная с конца XIX века астрономия вступила в фазу многочисленных открытий и достижений, главным прорывом науки в XX веке стало запуск первого спутника в космос, первый полет человека в космос, выход в открытое космическое пространство, высадка на луне и космические миссии к планетам Солнечной системы.
Цель работы: изучит реактивное движение и освоение космоса.
- дать определение и раскрыть принципы реактивного движения;
- затронуть предпосылки изобретения ракеты;
- изучить историю освоения космоса.
Глава 1. Реактивное движение
1.1 Определение реактивного движения
Под реактивным движением понимают движение тела, возникающее при отделении от тела его части с некоторой относительно тела скоростью.
При этом появляется так называемая реактивная сила, толкающая тело в сторону, противоположную направлению движения отделяющейся от него части тела.
Реактивное движение совершает ракета (рис. 1). Основной частью реактивного двигателя является камера сгорания. В одной из ее стенок имеется отверстие -- реактивное сопло, предназначенное для выхода газа, образующегося при сгорании топлива. Высокая температура и давление газа определяют большую скорость истечения его из сопла.
До работы двигателя импульс ракеты и горючего был равен нулю, следовательно, и после включения двигателей геометрическая сумма импульсов ракеты и истекающих газов равна нулю:
где -- масса и скорость выбрасываемых газов, -- масса и скорость ракеты.
В проекции на ось Oy
Эта формула справедлива при условии небольшого изменения массы ракеты.
Главная особенность реактивного движения состоит в том, что ракета может, как ускоряться, так и тормозиться и поворачиваться без какого-либо взаимодействия с другими телами в отличие от всех других транспортных средств.
По принципу реактивного движения передвигаются осьминоги, кальмары, каракатицы, медузы.
Большая заслуга в развитии теории реактивного движения принадлежит К. Э. Циолковскому. Он разработал теорию полета тела переменной массы (ракеты) в однородном поле тяготения и рассчитал запасы топлива, необходимые для преодоления силы земного притяжения, основы теории жидкостного реактивного двигателя, а также элементы его конструкции, теорию многоступенчатых ракет, причем предложил два варианта: параллельный (несколько реактивных двигателей работает одновременно) и последовательный (реактивные двигатели работают друг за другом). К. Э. Циолковский строго научно доказал возможность полета в космос с помощью ракет с жидкостным реактивным двигателем, предложил специальные траектории посадки космических аппаратов на Землю, выдвинул идею создания межпланетных орбитальных станций, предложил идею автоматического управления ракетой.
Труды К. Э. Циолковского явились теоретической базой для развития современной ракетной техники.
1.2 Принцип реактивного движения
Для перемещения и разгона какого-либо аппарата в среде с сопротивлением к нему необходимо прикладывать определенную силу, а для обеспечения управляемого движения - еще и регулировать направление этой силы в течение заданного времени.
В авиации и космонавтике для перемещения летательных аппаратов (ЛА) используют принцип реактивного движения. Движущей силой является реактивная сила, создаваемая при истечении из ЛА реактивной струи. Реактивная сила R, действующая на ЛА, пропорциональна скорости истечения Wa реактивной струи и секундному расходу ? массы выбрасываемого вещества m ?:
Для создания реактивной силы в течение определенного времени необходимо иметь запасы выбрасываемой массы и энергии, преобразуемой в кинетическую энергию реактивной струи. Двигательная система (Дв) включает в себя источник энергии (Иэ), источник рабочего тела (ИРТ) и движитель (Дж) - устройство, создающее тяговые усилия. Совокупность этих элементов называется двигателем:
Дв = Иэ + ИРТ + Дж.
Различают две схемы соединения этих двух составляющих:
а) двигатель реакции непрямого действия, когда между источником энергии и отбрасываемой массой имеется промежуточный элемент, например, для парохода реализуется схема:
двигатель (Иэ) гребной винт струя воды
Аналогично в турбовинтовом самолете:
двигатель (Иэ) воздушный винт струя воздуха
б) двигатель реакции прямого действия, которая реализуется у любого ракетного двигателя; в этом случае между Иэ и массой отбрасываемых газов нет промежуточных элементов.
По способу использования источника энергии различают двигатели реактивные и ракетные. Оба класса этих двигателей используют для перемещения реактивную силу. Однако ракетные двигатели работают автономно, так как имеют на борту весь запас ресурсов массы 6 и энергии. Работа реактивных двигателей связана с окружающей средой. Так, воздушно-реактивные двигатели используют кислород атмосферного воздуха для сжигания горючего. С учетом этого только ракетные двигатели могут использоваться для космических полетов в безвоздушном пространстве.
ГЛАВА 2. ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ РАКЕТЫ
В XIII веке вместе с монгольскими завоевателями ракеты попали в Европу. Известно, что ракеты применялись запорожскими казаками в XVI--XVII вв. В XVII веке литовский военный инженер Казимир Семенович описал многоступенчатую ракету.
В конце XVIII века в Индии ракетное оружие применялось в сражениях с британскими войсками.
В начале XIX века армия также приняла на вооружение боевые ракеты, производство которых наладил Уильям Конгрив (Ракета Конгрива). В то же время российский офицер Александр Засядко разрабатывал теорию ракет. Большого успеха в совершенствовании ракет достиг в середине позапрошлого века российский генерал артиллерии Константин Константинов. Попытки математически объяснить реактивное движение и создать более эффективное ракетное вооружение делал в России Николай Тихомиров в 1894 году.
Немецкий учёный Герман Оберт в 1920-е годы также изложил принципы межпланетного полёта. Кроме того, он проводил стендовые испытания ракетных двигателей.
Американский учёный Роберт Годдард в 1926 г. осуществил запуск первой жидкостной ракеты, в качестве топлива для которой использовались бензин и жидкий кислород.
В ракетном центре в Пенемюнде (Германия) была разработана баллистическая ракета А-4 с дальностью полёта 320 км. Во время Второй мировой войны 3 октября 1942 г. состоялся первый успешный запуск этой ракеты, а в 1944 г. началось её боевое применение под названием V-2.
Военное применение V-2 показало огромные возможности ракетной техники, и наиболее мощные послевоенные державы -- США и СССР -- также начали разработку баллистических ракет.
В 1957 г. в СССР под руководством Сергея Королёва как средство доставки ядерного оружия была создана первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, которая в том же году была использована для запуска первого в мире искусственного спутника Земли. Так началось применение ракет для космических полётов.
Проект Н. Кибальчича
Кибальчич выдвинул идею ракетного летательного аппарата с качающейся камерой сгорания для управления вектором тяги. За несколько дней до казни Кибальчич разработал оригинальный проект летательного аппарата, способного совершать космические перелёты. В проекте было описано устройство порохового ракетного двигателя, управление полетом путем изменения угла наклона двигателя, программный режим горения и многое другое. Его просьба о передаче рукописи в Академию наук следственной комиссией удовлетворена не была, проект был впервые опубликован лишь в 1918 г.
Современные ракетные двигатели
Большинство современных ракет оснащаются химическими ракетными двигателями. Такой двигатель может использовать твёрдое, жидкое или гибридное ракетное топливо. Химическая реакция между топливом и окислителем начинается в камере сгорания, получающиеся в результате горячие газы образуют истекающую реактивную струю, ускоряются в реактивном сопле (или соплах) и выбрасываются из ракеты. Ускорение этих газов в двигателе создаёт тягу -- толкающую силу, заставляющую ракету двигаться. Принцип реактивного движения описывается третьим законом Ньютона.
Но не всегда для движения ракет используются химические реакции. Существуют паровые ракеты, в них перенагретая вода, вытекающая через сопло, превращается в высокоскоростную паровую струю, которая служит движителем. Эффективность паровых ракет относительно низка, однако это окупается их простотой и безопасностью, а также дешевизной и доступностью воды. Работа небольшой паровой ракеты в 2004 году была проверена в космосе на борту спутника UK-DMC. Существуют проекты использования паровых ракет для межпланетной транспортировки грузов, с нагревом воды за счёт ядерной или солнечной энергии.
Ракеты наподобие паровой, в которых нагрев рабочего тела происходит вне рабочей зоны двигателя, иногда описывают как системы с двигателями внешнего сгорания. Примерами ракетных двигателей внешнего сгорания может служить большинство конструкций ядерных ракетных двигателей.
ГЛАВА 3. ОСВОЕНИЕ КОСМОСА
3.1 Первые искусственные спутники с планеты Земля
реактивный движение орбита спутник
Изучение космоса началось еще с самых древних времен, когда человек только учился считать по звездам, выделяя созвездия. И только всего четыреста лет назад, после изобретения телескопа, астрономия начала стремительно развиваться, принося в науку все новые открытия.
XVII век стал переходным веком для астрономии, тогда начали применять научный метод в исследовании космоса, благодаря которому был открыт Млечный путь, другие звездные скопления и туманности. А с созданием спектроскопа, который способен разложить через призму свет, излучаемый небесным объектом, ученые научились измерять данные небесных тел, такие, как температура, химический состав, масса и другие измерения.
Начиная с конца XIX века астрономия вступила в фазу многочисленных открытий и достижений, главным прорывом науки в XX веке стало запуск первого спутника в космос, первый полет человека в космос, выход в открытое космическое пространство, высадка на луне и космические миссии к планетам Солнечной системы. Изобретения сверхмощных квантовых компьютеров в XIX веке также обещают многие новые изучения, как уже известных планет и звезд, так и открытия новых далеких уголков вселенной.
Летательные аппараты, которые выводятся на орбиту Земли, называются искусственными спутниками (ИСЗ). Они предназначены для решения прикладных и научных задач. Согласно международной договоренности, спутником называется космический аппарат, совершивший минимум один полный виток по орбите Земли. Если же нет, то его считают ракетным зондом, который проводит измерения на баллистической траектории. Зонд не регистрируют как спутник.
Первый искусственный спутник
Искусственный спутник нашей планеты, ставший первым рукотворным небесным телом, которое создал человек, был выведен на орбиту в 1957 году (4 октября) в Советском Союзе. Это результат достижений страны в сфере ракетной техники, автоматического управления, электроники, небесной механики, вычислительной техники и других отраслей науки. Благодаря этому ИСЗ были впервые произведены измерения плотности верхней атмосферы, исследования особенностей распространения в ионосфере радиосигналов. Были проверены основные технические и теоретические решения и расчеты по выведению искусственного спутника Земли на орбиту. Это был фантастический прорыв человечества в освоении космического пространства, и он положил начало великой Космической Эре всего человечества. И пальма первенства по праву принадлежит СССР.
Достижения разных стран
Сложно переоценить достижения науки в сфере освоения космического пространства Земли. Ведь при помощи искусственных спутников производятся всевозможные научно-исследовательские работы. В зависимости от поставленных задач, которые способны решать ИСЗ, их подразделяют на прикладные и научно-исследовательские. Также спутники бывают пилотируемые и непилотируемые. И те и другие служат для многочисленных исследований самой планеты, небесных тел и бесконечного космического пространства.
3.2 Покорение космоса человеком
После запуска на орбиту советского искусственного спутника в 1957 году было положено начало великой задачи покорения космоса. Пробные запуски, когда в спутники помещались различные живые организмы, такие как бактерии и грибки, позволили усовершенствовать космические корабли. А полеты в космос знаменитых собак Белки и Стрелки привели к стабилизации обратного спуска. Все шло к подготовке знаменательного события - отправки человека в космос.
Полет человека в космос
Аппарат с космонавтом приземлился недалеко от Саратова, причиной посадки в незапланированном месте стали неполадки в процессе разделения отсеков и отказ тормозной системы. Вся страна, замерев перед телевизорами, следила за этим полетом.
Успехи советской космонавтики
Валентина Терешкова - женщина в космосе
Выход в открытый космос Алексея Леонова
В данной работе мы рассмотрели тему «Реактивное движение и освоение космоса.
В первой главе были даны определения реактивного движения его принципы. Под реактивным движением понимают движение тела, возникающее при отделении от тела его части с некоторой относительно тела скоростью.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
Подобные документы
Понятие реактивного движения тела. Проект пилотируемой ракеты Н. Кибальчича. Конструкция ракеты для космических полетов и формула скорости её движения К. Циолковского. Первый полёт человека в космос и характеристики "Восток-1". Значение освоения космоса.
презентация [336,5 K], добавлен 17.10.2013
Зарождение ракетной техники, рождение идеи реактивного движения. Попытки математически объяснить реактивное движение и создать серьезное вооружение. Разработки ученых в области ракетной техники: Робкрта Годдарда, Вернера фон Брауна, Сергея Королева.
реферат [28,9 K], добавлен 18.01.2010
К. Циолковский как родоначальник ракетостроения. Принцип работы ракетного двигателя. Выведение первого спутника на орбиту Земли и полет человека в космос. Цели создания проекта "Союз"-"Аполлон". Первые шаги человека на Луне и рекорды космонавтики.
презентация [428,9 K], добавлен 28.01.2014
Преодоление земного притяжения. Истечение газов из сопла реактивного двигателя. Использование космической ракеты. Труды Константина Эдуардовича Циолковского по аэродинамике и воздухоплаванию. Использование крылатых ракет в России и других странах.
презентация [3,5 M], добавлен 06.03.2011
Фотографии Марса в небе Земли. Снимок, полученный орбитальным телескопом имени Хаббла, и старинные зарисовки. Схема орбиты и противостояний данной планеты. Особенности природы и спутники Марса. Исследования планеты при помощи космических аппаратов.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Описание презентации по отдельным слайдам:
Реактивное движение. Реактивные двигатели. Успехи в освоении космического пространства. Автор: Кисиленко Ксения, 10класс ноябрь 2013г. Руководитель: Рязанцева В.А.
Реактивное движение. Под реактивным движением понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно тела, например при истечении продуктов сгорания из сопла реактивного летательного аппарата. При этом появляется так называемая реактивная сила, сообщающая телу ускорение.
Наблюдать реактивное движение очень просто. Если надуть детский резиновый шарик и отпустить его. Шарик стремительно взовьется вверх (рис. 2). Движение, правда, будет кратковременным. Реактивная сила действует лишь до тех пор, пока продолжается истечение воздуха. Рис. 2
Главная особенность реактивной силы состоит в том, что она возникает без какого-либо взаимодействия с внешними телами. Происходит лишь взаимодействие между ракетой и вытекающей из нее струей вещества. Сила же, сообщающая ускорение автомобилю или пешеходу на земле, пароходу на воде или винтовому самолету в воздухе, возникает только за счет взаимодействия этих тел с землей, водой или воздухом. При истечении продуктов сгорания топлива они за счет давления в камере сгорания приобретают некоторую скорость относительно ракеты и, следовательно, некоторый импульс. Поэтому в соответствии с законом сохранения импульса сама ракета получает такой же по модулю импульс, но направленный в противоположную сторону. Масса ракеты с течением времени убывает. Ракета в полете является телом переменной массы. Для расчета ее движения удобно применить закон сохранения импульса.
Реактивные двигатели. Широкое применение реактивные двигатели в настоящее время получили в связи с освоением космического пространства. Применяются они также для метеорологических и военных ракет различного радиуса действия. Кроме того, все современные скоростные самолеты оснащены воздушно-реактивными двигателями. В космическом пространстве использовать какие-либо другие двигатели, кроме реактивных, невозможно: нет опоры (твердой, жидкой или газообразной), отталкиваясь от которой космический корабль мог бы получить ускорение. Применение же реактивных двигателей для самолетов и ракет, не выходящих за пределы атмосферы, связано с тем, что именно реактивные двигатели способны обеспечить максимальную скорость полета.
Реактивные двигатели делятся на два класса: ракетные и воздушно-реактивные. ракетный двигатель на твёрдом топливе жидкостно-реактивный двигатель ракетного класса
Успехи в освоении космического пространства. Автором первого в мире проекта реактивного летательного аппарата для полета людей был русский революционер-народоволец Н.И. Кибальчич (1853—1881).
Впервые в нашей стране 12 апреля 1961 г. был осуществлен полет космического корабля с космонавтом Ю.А. Гагариным на борту.
Эти полеты были совершены на ракетах, сконструированных отечественными учеными и инженерами под руководством С.П. Королева.
С выходом человека в космос не только открылись возможности исследования других планет, но и представились поистине фантастические возможности изучения природных явлений и ресурсов Земли, о которых можно было только мечтать. Возникло космическое природоведение. Раньше общая карта Земли составлялась по крупицам, как мозаичное панно. Теперь снимки с орбиты, охватывающие миллионы квадратных километров, позволяют выбирать для исследования наиболее интересные участки земной поверхности, экономя тем самым силы и средства- Из космоса лучше различаются крупные геологические структуры: плиты, глубинные разломы земной коры — места наиболее вероятного залегания полезных ископаемых. Из космоса удалось обнаружить новый тип геологических образований кольцевые структуры, подобные кратерам Луны и Марса, Сейчас на орбитальных комплексах разработаны технологии получения материалов, которые нельзя изготовить на Земле, а только в состоянии длительной невесомости в космосе. Стоимость этих материалов (сверхчистые монокристаллы и др.) близка к затратам на запуск космических аппаратов .
Спасибо за внимание. Литература: Физика: Механика. 10 кл.: Учеб. для углубленного изучения физики / М.М. Балашов, А.И. Гомонова, А.Б. Долицкий и др.; Под ред. Г.Я. Мякишева. — М.: Дрофа, 2002. — 496 с.
Из закона сохранения импульса следует: чтобы разогнаться, надо что-то оттолкнуть назад.
Например, когда человек разбегается, он ногами толкает назад дорогу; автомобиль толкает назад дорогу вращающимися ведущими колесами; гребец веслом толкает назад воду.
А что можно оттолкнуть назад, когда вокруг ничего нет – как у ракеты в открытом космосе?
В таком случае надо брать с собой то, что можно будет потом отталкивать назад. Так, лодку можно разогнать и без весел, если запастись, например, большим количеством мячей и бросать их из лодки назад (рис. 27.1).
Подобным же образом приходит в движение и пушка при отдаче во время выстрела: толкая ядро, пушка согласно закону сохранения импульса и сама получает толчок.
Движение, при котором тело изменяет свою скорость, отбрасывая свою часть, называют реактивным.
Принцип действия ракеты
Наиболее важный практический пример реактивного движения представляет собой движение ракеты.
Вы можете сами сделать простейшую модель ракеты – для этого достаточно взять обыкновенный воздушный шарик.
Поставим опыт
Надуйте шарик и, не завязывая его, отпустите. Воздух будет выходить из шарика, и он полетит в сторону, противоположную направлению струи воздуха (рис. 27.2).
Движение шарика объясняется законом сохранения импульса.
В начальный момент шарик с содержащимся в нем воздухом покоился относительно земли. Согласно закону сохранения импульса суммарный импульс шарика и вышедшего из него воздуха должен оставаться равным нулю. Поэтому выходящий из шарика воздух и шарик должны двигаться в противоположных направлениях.
Ракета сходна в этом отношении с детским воздушным шариком. Подобно воздуху, выходящему из шарика, из сопла ракеты с огромной скоростью вылетают назад продукты сгорания топлива (раскаленный газ). При этом согласно закону сохранения импульса ракете сообщается импульс, направленный вперед (рис. 27.3).
Выберем инерциальную систему отсчета, в которой в начальный момент ракета покоилась, причем ее двигатель был выключен. Пусть при включении двигателя из сопла ракеты вылетела порция газа массой mг со скоростью г относительно выбранной системы отсчета.
Согласно закону сохранения импульса суммарный импульс ракеты и газа в этой системе отсчета остался равным нулю. Поэтому
Здесь mр – масса ракеты (оставшаяся после выброса порции газа), р – скорость, которую приобрела ракета в выбранной системе отсчета (в которой ее начальная скорость равна нулю). Следовательно, р – это изменение скорости ракеты в этой системе отсчета.
? 1. Докажите, что изменение скорости ракеты прямо пропорционально массе выброшенного газа и его скорости относительно ракеты и обратно пропорционально массе ракеты.
Ракеты используют для запуска искусственных спутников Земли, обслуживания орбитальных станций, межпланетных полетов.
В головной части ракеты расположена кабина космонавтов. В начале полета на эту часть приходится всего несколько процентов от общей массы ракеты. Основную же массу ракеты в начале полета составляет запас топлива.
В современных ракетах скорость вылетающего газа (относительно ракеты) составляет несколько километров в секунду (в несколько раз больше скорости пули). Как следует из соотношения (1), для того чтобы даже при такой огромной скорости вылетающего газа ракета приобрела первую космическую скорость (около 8 км/с), необходимо, чтобы масса топлива в несколько раз превышала массу полезного груза.
Однако весь газ нельзя выбрасывать из ракеты сразу! Дело в том, что ускорение ракеты было бы при этом настолько большим, что возникшую перегрузку не смогли бы выдержать не только космонавты, но и приборы.
Почему ракеты делают многоступенчатыми?
Чтобы избежать больших перегрузок, ракета должна разгоняться в течение достаточно длительного промежутка времени. А при длительном разгоне вылетающий из сопла ракеты газ должен разгонять не только саму ракету, но и весь огромный запас топлива, который ракета несет в своем корпусе. В результате расход топлива многократно увеличивается.
Например, чтобы без чрезмерных перегрузок разогнать ракету до первой космической скорости, масса топлива должна в десятки раз превышать массу полезного груза. Поэтому ракету делают многоступенчатой.
Первая и вторая ступени ракеты представляют собой емкости с топливом, камерами сгорания и соплами. Когда топливо, содержащееся в первой ступени, сгорает, она отделяется от ракеты, в результате чего масса ракеты значительно уменьшается. Затем то же происходит со второй ступенью, после чего включаются двигатели третьей ступени, завершающие разгон ракеты до расчетной скорости.
Расчет передаваемого ракете импульса
Рассмотрим несколько упрощенный пример расчета скорости движения ракеты.
? 2. При работе двигателя из сопла ракеты массой 100 т ежесекундно выбрасывается 100 кг газа со скоростью 4 км/с относительно ракеты. Считайте, что изменением массы ракеты за рассматриваемый промежуток времени можно пренебречь.
а) Чему равен импульс выброшенного за 1 с газа в инерциальной системе отсчета, в которой ракета в начальный момент покоилась?
б) Чему равно изменение импульса ракеты за 1 с в той же системе отсчета?
в) Какая сила действовала на ракету со стороны газа?
г) Чему равно ускорение ракеты в упомянутой системе отсчета?
2. Развитие ракетостроения и освоение космоса
Основы теории реактивного движения заложил Константин Эдуардович Циолковский.
После перенесенной в детстве скарлатины он практически оглох и не мог посещать школу. Но он оказался гениальным самоучкой и стал одним из самых просвещенных людей своего времени.
Исследования, положившие начало космической эры человечества, Константин Эдуардович проводил, работая учителем калужской гимназии.
Он предложил использовать многоступенчатые ракеты, разработал принципы систем жизнеобеспечения экипажа.
Мечту Циолковского о космических полетах первыми осуществили наши соотечественники под руководством Сергея Павловича Королева.
Первый искусственный спутник Земли был запущен в СССР 4 октября 1957 года. Первым космонавтом Земли стал Юрий Алексеевич Гагарин. Его космический полет состоялся 12 апреля 1961 года.
Современное состояние космических исследований
Со времени первых космических полетов ракеты были значительно усовершенствованы, и сегодня на околоземные орбиты с их помощью выводятся большие космические станции, на которых постоянно работают космонавты.
Запущены исследовательские ракеты на Венеру, Марс и другие планеты Солнечной системы. На спутниках устанавливают мощные телескопы, с помощью которых ученые заглядывают все дальше и дальше в глубины Вселенной.
Россия принимает активное участие в международных космических проектах, в частности с помощью международных космических станций.
На рисунке 27.4 приведена полученная из космоса фотография международной космической станции на фоне Земли.
Дополнительные вопросы и задания
3. Расскажите, в чем состоит принцип действия ракеты.
4. Как связаны скорость ракеты и скорость выбрасываемого ракетой газа?
5. Объясните, почему нельзя доставить груз на орбитальную станцию самолетом.
6. Для чего ракеты делают многоступенчатыми?
7. Используя Интернет, подготовьте вместе с одноклассниками иллюстрированную презентацию о современных космических исследованиях.
8. Двигатель ракеты выбрасывает газ равными порциями с одинаковыми скоростями относительно ракеты. Как будут изменяться приращения скорости ракеты при выбрасывании очередной порции газа?
9. Изготовьте сегнерово колесо (рис. 27.5) и объясните принцип его действия. В какую сторону будет вращаться ведерко, изображенное на рисунке?
Этот урок посвящен ознакомлению с основными вехами в освоении космического пространства. Мы вкратце расскажем о том, с чего началось освоение космоса и на какой стадии оно находится сегодня.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Успехи в освоении космического пространства"
Успехи в освоении космического пространства
Как вы знаете, сегодня на околоземной орбите находятся десятки искусственных спутников. Но возможность выхода в космос открылась человечеству относительно недавно.
Впервые идея о межпланетных полетах была высказана Константином Циолковским, который и доказал возможность таких полетов с научной точки зрения.
]
Циолковскому принадлежит идея применения многоступенчатых ракет. Смысл идеи в том, что каждая ступень снабжена топливом и собственным двигателем. Как только топливо заканчивается, ступень отделяется от основного корпуса, чтобы уменьшить общую массу ракеты. Константин Циолковский считается основоположником теоретической космонавтики.
Уже через месяц, второй искусственный спутник Земли вывел в космос первое живое существо — собаку Лайку. Этой собаке даже был поставлен памятник.
19 августа 1960 года был осуществлен первый орбитальный полет вокруг Земли. В этом полёте приняли непосредственное участие и благополучно вернулись на Землю известные собаки-космонавты Белка и Стрелка.
В дальнейшем, освоение космоса продолжало развиваться быстрыми темпами. Уже в 18 марта 1965 года, космонавт Алексей Леонов стал первым человеком, который вышел в открытый космос.
В этом же году, 21 июля Нил Армстронг стал первым человеком, ступившим на поверхность Луны. Именно после этой экспедиции на Землю были доставлены первые образцы грунта Луны.
Все фотографии небесных тел, которые можно найти сегодня, были сделаны благодаря запускам многочисленных летательных аппаратов в космос.
Сегодня искусственные спутники Земли используются для многих целей. В частности, каждый из вас, зайдя в интернет, может воспользоваться картой той или иной местности, предоставленной спутником. Известный всем навигатор GPS тоже работает, сверяясь с данными с искусственных спутников Земли.
Также, спутники используются для исследований в таких областях науки метеорология. Со спутников значительно точнее и быстрее можно выявить появление или смещение тех или иных циклонов, образование тайфунов и так далее.
Не стоит и говорить, что искусственные спутники Земли помогли получить точнейшие контуры всех материков, полуостровов, островов и так далее.
Спутники также используются в военных целях: например, спутниковая разведка или же дальнее обнаружение баллистических ракет.
Нельзя не отметить, что в освоении космоса есть существенные проблемы, большинство из которых не имеют решения на данном этапе развития человечества. Например, трудностью является тот факт, что в открытом космосе уровень радиации слишком высок и причиняет непоправимый вред здоровью космонавтов. Кроме того, скорости, с которыми способны двигаться космические корабли, очень малы. Конечно, движение со скоростью 10-20 километров в секунду представляется нам очень быстрым. Но в космических масштабах, эта скорость весьма невелика. Даже при очень грубых и оптимистичных расчетах, полет от Земли до Марса займет около двух лет. А Марс — это ближайшая к Земле планета.
В завершении, хотелось бы сказать, что исследования космического пространства не следует прекращать, поскольку они приносят ощутимую практическую пользу. Вместе с этим, подобные исследования стоит проводить крайне осторожно, чтобы люди, сами того не подозревая, не нарушили какие-либо естественные процессы.
Реактивное движение.
Большое значение закон сохранения импульса имеет для исследования реактивного движения.
Реактивным движением называют движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определённой скоростью относительно него.
Примером реактивного движения является движение ракеты при истечении из неё струи горючего газа, образующегося при сгорании топлива.
Так как вследствие истечения струи ракета движется с ускорением, то можно считать, что на ракету действует сила, называемая реактивной силой.
Главная особенность реактивной силы в том, что она возникает в результате взаимодействия частей системы без какого-либо взаимодействия с внешними телами.
Реактивные двигатели.
В настоящее время в связи с освоением космического пространства получили широкое распространение реактивные двигатели.
В космическом пространстве использовать какие- либо другие двигатели, кроме реактивных, невозможно, так как там нет опоры (твёрдой, жидкой или газообразной), отталкиваясь от которой космический корабль мог бы получать ускорение.
Успехи в освоении космического пространства.
Этот и другие полёты были совершены на ракетах, сконструированных отечественными учёными и инженерами под руководством С. П. Королёва.
С выходом человека в космос не только открылись возможности исследования других планет, но и представились поистине фантастические возможности изучения природных явлений и ресурсов Земли, о которых можно было только мечтать. Теперь снимки с орбиты, охватывающие миллионы квадратных километров, позволяют выбирать для исследования наиболее интересные участки земной поверхности, экономя тем самым силы и средства.
Освоение космоса имеет огромное практическое значение. Нас уже не удивляет, что мы можем заглянуть практически в каждый уголок Земли, поговорить с человеком, находящимся на другом континенте, благодаря космической (спутниковой) связи.
В настоящее время можно в режиме онлайн смотреть, что происходит в космосе благодаря телескопам, вращающимся по орбитам вокруг Земли.
Орбитальные аппараты в настоящее время используются не только для научных исследований космического пространства, но и для биологических, медицинских исследований, получения новых материалов.
Законы сохранения в механике - Физика, учебник для 10 класса - Класс!ная физика
Читайте также: