Реактивное движение
Серов Дмитрий
Данная презентация содержит основной и дополнительный материал по реактивному движению, его проявление и испоьзование. Материал охватывает межпредметные связи, приводятся интересные технические и исторические справки.
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ
Реактивное движение Под реактивным движением понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью V относительно тела, например при истечении продуктов горения из сопла реактивного летательного аппарата. При этом появляется так называемая реактивная сила F , толкающая тело.
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 – единственный вид движения, который может осуществляться без взаимодействия с окружающей средой
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
Реактивное движение живых организмов По принципу реактивного движения передвигаются некоторые представители животного мира, например, кальмары и осьминоги. Они способны развивать скорость 60 - 70 км/ч.
Кальмар и осьминог движутся реактивным образом. Всасывая и с силой выталкивая воду, они скользят в волнах, точно живые ракеты. Бешеный огурец растет на побережье Черного моря. Стоит только слегка прикоснуться к созревшему плоду,похожему на огурчик, как он отскакивает от плодоножки, а через образовавшееся отверстие из плода фонтаном бьют семена со слизью. Каракатица, медузы забирают воду в жаберную полость через щель, а затем энергично выпрыскивают струю воды через воронку тем самым довольно быстро плывут задней стороной тела вперед. Примеры реактивного движения в природе
великий русский учёный и изобретатель, открыл принцип реактивного движения, которого по праву считают основоположником ракетной техники Константин Эдуардович Циолковский (1857-1935)
Подвиньте соломинку к одному из стульев и липкой лентой прикрепите к ней шарик. Подвиньте шарик к одному из стульев и отвяжите отверстие. Соломинка с прикрепленным к ней шариком скользит по бечёвке и перестаёт двигаться при упоре в стул или при выходе всего воздуха. Опыт с воздушным шариком
Примеры реактивного движения в технике Практическое использование принципа реактивного движения: в самолетах, движущихся со скоростью в несколько тысяч километров в час, в снарядах знаменитых « Катюш», в боевых и космических ракетах
Любая ракета состоит из двух основных частей. 1) Оболочка. 2) Топливо с окислителем. Оболочка включает в себя: а) Полезный груз (космический корабль). б) Приборный отсек. в) Двигатель. Топливо и окислитель Керосин, спирт, гидразин, Азотная или хлорная кислота, анилин, бензин жидкий кислород, фтор Они подаются в камеру сгорания, где превращаются в газ высокой температуры, который через сопло устремляется наружу. При истечении продуктов сгорания топлива газы в камере сгорания получают некоторую скорость относительно ракеты и, следовательно некоторый импульс. Поэтому сама ракета по закону сохранения импульса получает такой же по модулю импульс, но направленный в противоположную сторону.
Если корабль должен совершить посадку, то ракету разворачивают на 180 градусов, чтобы сопло оказалось впереди. Тогда вырывающийся из ракеты газ сообщает ей импульс, направленный против её скорости
Формула Циолковского υ = υ 0 + 2,3 υ г Ĺġ(1+ m/M) υ 0 - начальная скорость. υ г - скорость истечения газов. m - начальная масса. M - масса пустой ракеты. Т. к. газ выбрасывается не мгновенно, поэтому и уравнение Циолковского получается значительно сложнее.
Ракетный двигатель Зенитная управляемая ракета российского комплекса « Стрела 10М3 » способна поражать цели на расстоянии до 5 км и на высоте от 25 до 3500 м. РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - реактивный двигатель, не использующий для работы окружающую среду (воздух, воду). Распространены химические ракетные двигатели (разрабатывают и испытывают электрические, ядерные и другие ракетные двигатели). Простейший ракетный двигатель работает на сжатом газе. По назначению различают разгонные, тормозные, управляющие и др. Применяют на ракетах (отсюда название), самолетах и др. Основной двигатель в космонавтике.
Спасибо за внимание
РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ
Цигарева Л.А.
Живая природа- первоисточник реактивного движения
ЛИЧИНКИ СТРЕКОЗЫ
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.
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
ЭОЛИПИЛ - Первая паровая машина 1 – 2 вв. н.э.
H2 O
Создатель – Герон Александрийский
Q
Китайцы-
первые, кто использовал принцип реактивного движения
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.
Кибальчич Н. И.1853-1881
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
К.Э.Циолковский разработал основы теории реактивного движения и конструкцию жидкостного реактивного двигателя.
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
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
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.
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.
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.
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
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
Собаки в космосе
Лайка
Дезик и Цыган
Отважная и Малёк
Лисичка и Чайка
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.
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.
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.
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
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.
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.
Презентация к уроку физики в 9 классе по теме
«Реактивное движение»
Автор материала: Марченко Ольга Ивановна, учитель физики
высшей квалификационной категории, МОУ-СОШ №3 г. Маркса Саратовской области
г. Маркс, 2015год.
Урок «открытия» нового знания 9класс Марченко Ольга Ивановна, учитель физики 2013г
Реактивное движение
Цели. Образовательные: 1. Дать понятие реактивного движения, 2. Привести примеры реактивного движения в природе и технике.
3. Описать назначение, устройство, принцип действия, применение ракет.
4. Уметь определять скорость ракеты, уметь с помощью закона сохранения импульса и III закона Ньютона.
5. Показать значение работ Циолковского К.Э. и Королёва С.П. в развитии движения космических ракет.
Воспитательные: показать практическое значение физических знаний по теме «Реактивное движение»; повысить трудовую и творческую активность учащихся, расширить их кругозор путём самообразования, Развивающие: формировать умение анализировать факты при наблюдении явлений; развивать навыки культурного диалога, излагать и обосновывать свою точку зрения, отстаивать правоту суждений, анализировать результаты.
Гелиоцентрической системы мира
Учитель.
- Вы знаете, как устроена наша Солнечная система.
Кстати, как она устроена?
- Теперь пора приступить к подробному изучению окрестностей Солнечной системы
-Выясним, что такое Солнце.
Что такое Солнце?
Как называется такое строение? Почему оно так называется?
- Вы знаете какие планеты входят в состав Солнечной системы.
Кстати, какие?
I.Мотивация учебной деятельности.
(ближайшая звезда)
Дорога в космос.
Летел звездолет по космической трассе
И встречные звезды сверкали и гасли
Как мог, из каких перелетов и странствий,
Он вдруг оказаться в межзвездном пространстве?..
-Пора выходить в космос!
Реактивное движение
Пора выходить в космос!
-Выяснить: Как "дойти" до космоса.
Летел звездолет по космической трассе
И встречные звезды сверкали и гасли
Как мог, из каких перелетов и странствий,
Он вдруг оказаться в межзвездном пространстве?..
Но сначала давайте выясним, почему мы вообще можем передвигаться?
1. Почему мы можем передвигаться по земле?
- отталкиваемся от земли
1. Почему мы можем передвигаться - по воде?
отталкиваемся от воды
3.Почему мы можем передвигаться по воздуху?
- отталкиваемся от воздуха
От чего отталкиваться в космосе? Как там двигаться?
Задание 1. Реактивный шарик
Вывод. Воздух выходит в одну сторону-шарик движется в другую.
Давайте проведем небольшое исследование и выясним, от чего может отталкиваться тело, если отталкиваться не от чего.
Задание 1. Реактивный шарик
Два человека возьмут леску, на которой закреплена трубочка с воздушным шариком, и натянут ее.
Надуваем шарик и отпускаем его.
Что произошло с шариком?
Из-за чего шарик начал двигаться?
(от него отделился воздух)
Задание 2. Реактивная коляска.
Вывод: Воздух выходит в одну сторону-коляска. движется в другую.
Возьмем тележку, к которой прикреплен воздушный шарик.
Надуем шарик через соломинку.
Поставим тележку на парту и отпустим шарик
Что произошло с тележкой?
Из-за чего тележка начала двигаться?
(от него отделился воздух)
Тема урока: Реактивное движение
Реактивное движение – движение, возникающее при отделении от тела с некоторой скоростью какой- либо его части
Физкультминутка
Проявите фантазию и попробуйте изобразить: осьминога, кальмара, медузу, огурец.
«Бешенный» огурец
Осьминог
Кальмар
ПРИМЕРЫ РЕАКТИВНОГО ДВИЖЕНИЯ В ПРИРОДЕ:
Реактивное движение свойственно осьминогам, кальмарам, каракатицам, медузам – все они, без исключения, используют для плавания реакцию (отдачу) выбрасываемой струи воды
Реактивное движение в технике
ИЗ ИСТОРИИ РЕАКТИВНОГО ДВИЖЕНИЯ
Первые пороховые фейерверочные и сигнальные ракеты были применены в Китае в 10 веке.
В 18 веке при ведении боевых действий между Индией и Англией, а также в Русско-турецких войнах были использованы боевые ракеты. Реактивное движение используется ныне в самолетах, ракетах и космических снарядах
Реактивная установка
Ракета
Задание.
Откройте учебник стр.84
«Устройство и принцип действия ракеты-носителя»
Примеры реактивного движения в технике
Итак, мы нашли дорогу в космос - это реактивное движение
великий русский учёный и изобретатель, открыл принцип реактивного движения, которого по праву считают основоположником ракетной техники
Константин Эдуардович Циолковский
(1857-1935)
Основоположники космонавтики:
Сергей Павлович Королёв(1907-1966)
конструктор космических кораблей
Основоположники космонавтики:
Юрий Алексеевич Гагарин1934-1968
Первый космонавт в истории человечества 12 апреля 1961 года совершил первый пилотируемый космический полет на корабле «Восток»
Основоположники космонавтики.
Презентация по физике школьного уровня (9 класс) на тему "Реактивное движение" в формате ppt (powerpoint 2003), содержит 23 слайда.
"Я говорю человеку: поверь в себя!
Ты все можешь!
Ты можешь познать все тайны вечности,. стать хозяином всех богатств природы. У тебя крылья за спиной. Взмахни ими! Ну, взмахни, и ты будешь счастлив, могуществен и свободен..."
К. Э. Циолковский
Условия применения закона сохранения импульса:
Сергей Павлович Королев был крупнейшим конструктором ракетно-космических систем. Под его руководством были осуществлены запуски первых в мире искусственных спутников Земли, Луны и Солнца, первых пилотируемых космических кораблей и первый выход человека из спутника в открытый космос.