План-конспект урока: «Реактивное движение»
Цели и задачи:
1. Развивающие: ознакомление с применением реактивного движения.
2. Образовательные: изучение принципа и теории реактивного движения.
3. Воспитательные: ознакомление с историей развития реактивного движения и учеными, работавшими в развитии и применении реактивного движения.
Оснащение урока:
1. Учебно – методический комплект «Физика 10».
2. Плакат «Многоступенчатая ракета».
3. Комъютер, видеопроектор, С D «Открытая физика», экран.
4. Модель ракеты.
План урока.
Повторение
Что такое импульс?
Почему импульс является векторной величиной?
Как направлен импульс?
Назовите единицу измеренния импульса?
Основное свойство импульса…
Почему при стрельбе приклад оружия нужно плотно прижимать к плечу?
План урока.
Реактивным движением называется движение возникающее при отделении от системы некотрой массы с опредлённой скоростью.
Реактивное движение в природе: медузы, кальмары и т.д.
Закон сохранения импульса для системы ракета – газы.
Для системы ракета-газы согласно закона сохранения импульса имеем:
m г v 0г + m р v 0р = m г v г + m р v р
Так как v 0г = 0 и v 0р = 0,
то m г v г + m р v р = 0, откуда
m р v р = - m г v г и
v р = - m г v г / m р
Первый искусственный спутник Земли
4 октября 1957 года человечество вступило в эру освоения космического пространства. В этот день на околоземную орбиту был выведен первый в мире советский искусственный спутник Земли. Советские ученые и инженеры решили сложнейшие научно-технические проблемы, связанные с созданием ракетно-космической техники и обеспечением космического полета. Это выдающееся достижение стало убедительным свидетельством неисчерпаемых возможностей человеческого разума, ярко продемонстрировало передо вон уровень науки и техники в нашей стране.
Ракета-носитель, обеспечив в конце активного участка первую космическую скорость, равную 7,9 км/сек, вывела спутник на геоцентрическую (околоземную) орбиту с максимальным удалением от поверхности Земли (в апогее) 947 км и минимальным удавлением (в перигее) 228 км. Вес спутника составлял 83,6 кг, его корпус имел форму шара диаметром 0,58м.
Три недели активно работал первый космический исследователь. С его помощью были проведены первые измерения плотности атмосферы, получены данные по распространению радиосигналов в ионосфере.
Первые витки спутника стали первыми шагами мировой космонавтики.
Первый отечественный пассажирский реактивный самолет – Ту -104.
Реактивное движение в авиации и артиллерии.
Повторение. Обобщение
В чем сущность реактивного движения?
Может ли ракета двигаться в пустоте?
Может ли привести в движение парусник вентилятор, установленный на палубе?
По какому принципу движутся медузы и каракатицы?
Отчего зависит скорость ракеты?
Поясните идею многоступенчатой ракеты?
Домашнее задание: § 22, повтроить § 21; №№ 351, 353 (дополнительно).
Слайд 2
Применение реактивного движения в природе
Многие из нас в своей жизни встречались во время купания в море с медузами. Но мало кто задумывался, что и медузы для передвижения пользуются реактивным движением. И зачастую КПД морских беспозвоночных животных при использовании реактивного движения гораздо выше, чем у техноизобретений.
Слайд 3
Реактивное движение используется многими моллюсками – осьминогами, кальмарами, каракатицами.
Слайд 4
Каракатица
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.
Слайд 5
Кальмар
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)
Слайд 6
Кальмар является самым крупным беспозвоночным обитателем океанских глубин. Он передвигается по принципу реактивного движения, вбирая в себя воду, а затем с огромной силой проталкивая ее через особое отверстие - "воронку", и с большой скоростью (около 70 км\час) двигается толчками назад. При этом все десять щупалец кальмара собираются в узел над головой и он приобретает обтекаемую форму.
Слайд 7
Летающий кальмар
Это небольшое животное размером с селедку. Он преследует рыб с такой стремительностью, что нередко выскакивает из воды, стрелой проносясь над ее поверхностью. Развив в воде максимальную реактивную тягу, кальмар-пилот стартует в воздух и пролетает над волнами более пятидесяти метров. Апогей полета живой ракеты лежит так высоко над водой, что летающие кальмары нередко попадают на палубы океанских судов. Четыре-пять метров – не рекордная высота, на которую поднимаются в небо кальмары. Иногда они взлетают еще выше.
Слайд 8
Осьминог
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.
Реактивное движение
- Работу выполнил
- ученик 10 Б класса
- МОУ «Средняя школа №22» Михно Владимир
- Руководитель:
- Баласанова Ольга Валентиновна
- Содержание:
- Что такое реактивное движение?
- Реактивное движение в нашей жизни.
- Подробности реактивного движения.
- Реактивное движение – это движение, которое возникает как результат отделения от тела какой либо части, либо как результат присоединения к телу другой части.
- Наблюдать реактивное движение очень просто. Если надуть шарик и не завязывая отпустить его. Шарик будет двигаться до тех пор пока продолжается истечение воздуха.
- Реактивная сила возникает без какого либо взаимодействия с внешними телами
- Например, если запастись достаточным количеством мячей, то лодку можно разогнать и без помощи весел, действием только одних внутренних сил. Толкая мяч, человек (а значит и лодка) сам получает толчок согласно закону сохранения
- По принципу реактивного движения передвигаются некоторые представители животного мира, например, кальмары и осьминоги. Периодически выбрасывая, вбираемую в себя воду они способны развивать скорость 60 - 70 км/ч.
- В космическом пространстве нет среды, с которым тело могло взаимодействовать и тем самым изменять направление и модуль своей скорости. Поэтому для космических полётов могут использованы только реактивные летательные объекты.
- Ракеты - аппарат с реактивным двигателем, использующим горючее и окислитель, находящиеся на самом аппарате.
- Он разработал теорию движения ракет.
- Вывел формулу для расчёта их скорости.
- В начале XX века люди мечтали о возможности космических полётов, теперь уже работают многоцелевые орбитальные станции. Невозможное сегодня станет возможным завтра. Циолковский мечтал о времени, когда люди запросто смогут “поехать” в гости на любую планету, смогут путешествовать во всей Вселенной.
- Орбитальная станция
- «МИР»
- Международная Космическая
- Станция
- Кальмар является самым крупным беспозвоночным обитателем океанских глубин. Он передвигается по принципу реактивного движения, вбирая в себя воду, а затем с огромной силой проталкивая ее через особое отверстие - "воронку", и с большой скоростью (около 70 км\час) двигается толчками назад. При этом все десять щупалец кальмара собираются в узел над головой и он приобретает обтекаемую форму.
- 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.
Реактивная сила возникает без какого-либо взаимодействия с внешними телами. Например, если запастись достаточным количеством мячей, то лодку можно разогнать и без помощи весел, действием только одних внутренних сил. Толкая мяч, человек (а значит и лодка) сам получает толчок согласно закону сохранения импульса.
Реактивное движение живых организмов По принципу реактивного движения передвигаются некоторые представители животного мира, например, кальмары и осьминоги. Они способны развивать скорость км/ч.
В конце первого тысячелетия нашей эры в Китае использовали реактивное движение, которое приводило в действие ракеты - бамбуковые трубки, начиненные порохом, они использовались как забава. Один из первых проектов автомобилей был также с реактивным двигателем и принадлежал этот проект Ньютону
Великий русский учёный и изобретатель, открылпринцип реактивного движения, которого по праву считают основоположником ракетной техники великий русский учёный и изобретатель, открыл принцип реактивного движения, которого по праву считают основоположником ракетной техники Константин Эдуардович Циолковский ()
Сергей Павлович Королёв (1 Сергей Павлович Королёв () конструктор космических кораблей
Первый искусственный спутник Земли 4 октября 1957 г. 4 октября 1957 г. в 22 часа 28 минут московского времени с космодрома Байконур в СССР принял старт первый в мире искусственный спутник Земли (ИСЗ). При поперечнике в 580 мм масса первого спутника составляла 83,6 кг. Он просуществовал 92 дня в 22 часа 28 минут московского времени с космодрома Байконур в СССР принял старт первый в мире искусственный спутник Земли (ИСЗ). При поперечнике в 580 мм масса первого спутника составляла 83,6 кг. Он просуществовал 92 дня
Юрий Алексеевич Гагарин Юрий Алексеевич Гагарин Первый космонавт в истории человечества 12 апреля 1961 года совершил первый пилотируемый космический полет на корабле «Восток»
Слайд 1
РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ
Цигарева Л.А.
Слайд 3
Живая природа- первоисточник реактивного движения
Слайд 4
Слайд 5
Слайд 6
ЛИЧИНКИ СТРЕКОЗЫ
Слайд 7
История возникновения реактивных двигателей
Еще в первом веке нашей эры, одним из великих ученых древней Греции, Героном Александрийским был написан трактат «Пневматика». В нем описывались машины использовавшие энергию тепла.
Под номером 50 описывается устройство под названием Эолипил - шар «Эола».
Данное устройство представляло собой бронзовый котел, установленный на опоры. От крышки котла вверх поднимались две трубки, на которых крепилась сфера. Трубки соединялись со сферой таким образом, что она могла свободно вращаться в месте соединения. При этом по этим трубка в сферу мог поступать пар из котла. Из сферы выходили две трубки изогнутые так, что пар, выходивший из них, вращал сферу.
Слайд 8
Принцип работы устройства был прост. Под котлом разводили огонь, и когда вода начинала кипеть, пар через трубки поступал в сферу, откуда под давлением вырывался наружу, раскручивая сферу.
Принято считать, что Эолипил в древней Греции использовался только с целью развлечения. Фактически, Эолипил являлся первой известной нам паровой турбиной.
Первые представления о реактивном движении
Слайд 9
ЭОЛИПИЛ - Первая паровая машина 1 – 2 вв. н.э.
H2 O
Создатель – Герон Александрийский
Q
Слайд 10
Китайцы-
первые, кто использовал принцип реактивного движения
Слайд 11
Слайд 12
g
3 марта 1849 г. полевой инженер штабс-капитан Третесский обратился к кавказскому наместнику - князю Воронцову с предложением построить управляемый аэростат. К записке были приложены: труд «О способах управлять аэростатами, предположения полевого инженера штабс-капитана Третесского» и наклеенный на холст подробный чертеж.
Аэростат, имевший оболочку удлиненной формы, был разделен внутри на отсеки, чтобы в случае прорыва оболочки «газ не мог выйти весь из аэростата». Двигать аэростат должна была реактивная сила, возникавшая в результате выхода газов через отверстие на корме аэростата.
Слайд 13
Кибальчич Н. И.1853-1881
Слайд 14
Слайд 15
показал, что единственный аппарат, способный преодолеть силу тяжести - это ракета, т.е. аппарат с реактивным двигателем, использующим горючее и окислитель, находящиеся на самом аппарате.
(1857-1935), русский ученый, пионер космонавтики и ракетной техники. Родился 17 (29) сентября 1857 в селе Ижевское под Рязанью.
Константин Эдуардович Циолковский
Слайд 16
К.Э.Циолковский разработал основы теории реактивного движения и конструкцию жидкостного реактивного двигателя.
Слайд 17
Проекты Циолковского были осуществлены в нашей стране выдающимся учёным и конструктором С.П.Королёвым
Сергей Павлович Королёв (30 декабря 1906 (12 января 1907), Житомир - 14 января 1966, Москва) - советский учёный, конструктор и организатор производства ракетно-космической техники и ракетного оружия СССР.
Сергей Павлович Королёв
Слайд 18
На принципе отдачи основано реактивное движение. В ракете при сгорании топлива газы, нагретые до высокой температуры, выбрасываются из сопла с большой скоростью относительно ракеты. Обозначим массу выброшенных газов через m, а массу ракеты после истечения газов через M. Тогда для замкнутой системы «ракета + газы» на основании закона сохранения импульса можно записать:
ЗСИ В РЕАКТИВНОМ ДВИЖЕНИИ
Слайд 19
Что такое реактивный двигатель?
Реактивный двигатель - двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования потенциальной энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.
Слайд 20
g
Составные части реактивного двигателя
Любой реактивный двигатель должен иметь по крайней мере две составные части:
Камера сгорания («химический реактор») - в нем происходит освобождение химической энергии топлива и её преобразование в тепловую энергию газов.
Реактивное сопло («газовый туннель») - в котором тепловая энергия газов переходит в их кинетическую энергию, когда из сопла газы вытекают наружу с большой скоростью, тем создавая реактивную тягу.
Слайд 21
g
Классы реактивных двигателей
Существует два основных класса реактивных двигателей:
Воздушно-реактивные двигатели - тепловые двигатели, которые используют энергию окисления горючего кислородом воздуха, забираемого из атмосферы. Рабочее тело этих двигателей представляет собой смесь продуктов горения с остальными компонентами забранного воздуха.
Ракетные двигатели - содержат все компоненты рабочего тела на борту и способны
работать в любой среде,
в том числе и в
безвоздушном пространстве.
Слайд 22
Слайд 23
Слайд 24
g
Н.Е.Жуковский, "отец русской авиации", впервые разработавший основные вопросы теории реактивного движения, является по праву основоположником этой теории.
Создание первых реактивных двигателей
Николай Егорович Жуковский
Слайд 25
Учёными были проведены исследования воздействия на животных большинства факторов разного характера: изменённой силы тяжести, вибрации и перегрузок, звуковых и шумовых раздражителей различной интенсивности, воздействия космического излучения, гипокинезии и гиподинамии. При проведении таких экспериментов в СССР, дополнительно производились испытания систем аварийного спасения головных частей ракет с пассажирами.
Животные в космосе
Слайд 26
Собаки в космосе
Лайка
Дезик и Цыган
Отважная и Малёк
Лисичка и Чайка
Слайд 27
Белка и Стрелка
Основной целью эксперимента было исследование влияния факторов космического полёта на организм животных и других биологических объектов, изучение действия космической радиации на животные и растительные организмы, на состояние их жизнедеятельности и наследственность.
Советские собаки-космонавты, совершившие орбитальный космический полёт и вернувшиеся на Землю невредимыми. Полёт проходил на корабле «Спутник-5». Старт состоялся 19 августа 1960 года, продолжался более 25 часов, за это время корабль совершил 17 полных витков вокруг Земли.
Слайд 28
Кошки в космосе
Считается, что успешный суборбитальный полёт совершил кот Феликс, но многие источники утверждают: первый полёт совершила кошка Фелисетт. 18 октября 1963 года Франция запустила в околоземное пространство ракету с кошкой. В подготовке к полёту принимало участие 12 животных и главным кандидатом был Феликс. Он прошёл интенсивную подготовку и был утверждён на полёт. Но незадолго до запуска кот сбежал, и его срочно заменили Фелисетт.
Слайд 29
Всего в космос летали 32 обезьяны. Были использованы: макаки-резусы, макаки-крабоеды и обыкновенные беличьи обезьяны, а также свинохвостые макаки. В рамках программы Меркурий в США летали шимпанзе Хэм и Энос.
Слайд 30
Черепахи в космосе
21 сентября 1968 года спускаемый аппарат «Зонда-5» вошёл по баллистической траектории в атмосферу Земли и приводнился в акватории Индийского океана. На борту были обнаружены черепахи. После возвращения на Землю черепахи были активными, с аппетитом ели. За время эксперимента они потеряли в весе около 10%. Исследование крови не выявило каких-либо существенных отличий.
СССР также запускал черепах в орбитальные полёты на борту беспилотного космического корабля «Союз-20». 3 февраля 2010 года две черепахи совершили успешный суборбитальный полёт на ракете, запущенной Ираном.
g
Создание первых реактивных двигателей
Хотя первый патент на работоспособный газотурбинный(турбореактивный) двигатель был получен Фрэнком Уиттлом, но фон Охайн опередил Уиттла в практическом воплощении конструкции турбореактивного двигателя, положив начало практической реактивной авиации.
Турбореактивный самолет Хейнкель 178 с двигателем Охайна
Слайд 34
Турбореактивными двигателями и двухконтурными турбореактивными двигателями оснащено большинство военных и гражданских самолётов во всём мире, их применяют на вертолётах.
Жидкостные ракетные двигатели применяются на ракетах-носителях космических летательных аппаратов и космических аппаратах в качестве маршевых, тормозных и управляющих двигателей, а также на управляемых баллистических ракетах.
Слайд 35
Практическое применение реактивных двигателей
Электрические ракетные двигатели и ядерные ракетные двигатели могут использоваться на космических летательных аппаратах.
Твёрдотопливные ракетные двигатели используют в баллистических, зенитных, противотанковых и др. ракетах военного назначения, а также на ракетах-носителях и космических летательных аппаратах.
