Цели урока: Познавательные: дать понятие реактивного движения; показать применение закона сохранения импульса для реактивного движения. Познавательные: - презентация

1 Цели урока: Познавательные: дать понятие реактивного движения; показать применение закона сохранения импульса для реактивного движения. Познавательные: дать понятие реактивного движения; показать применение закона сохранения импульса для реактивного движения. Воспитательные: показать огромный вклад ученых, инженеров, летчиков-испытателей в дело создания многоступенчатой ракеты для освоения космического пространства. Воспитательные: показать огромный вклад ученых, инженеров, летчиков-испытателей в дело создания многоступенчатой ракеты для освоения космического пространства. Развивающие : способствовать развитию познавательной деятельности и расширению кругозора; дать представление о реактивном движении в природе и технике. Развивающие : способствовать развитию познавательной деятельности и расширению кругозора; дать представление о реактивном движении в природе и технике.

2 Вопросы: Что такое импульс тела? Что такое импульс тела? В каких единицах измеряется эта величина? В каких единицах измеряется эта величина? Как определяют импульс силы? Как определяют импульс силы? Дать определение замкнутой системы тел. Дать определение замкнутой системы тел. Сформулировать закон сохранения импульса Сформулировать закон сохранения импульса

3 Тестирование. I. Автомобиль массой 1 т движется со скоростью 20 м/с. Импульс автомобиля равен: I. Автомобиль массой 1 т движется со скоростью 20 м/с. Импульс автомобиля равен: 1) 0,5103 Нс 2) 2104 Нс 3) 104 Нс 4) 2105 Нс 1) 0,5103 Нс 2) 2104 Нс 3) 104 Нс 4) 2105 Нс II. Скорость движущейся материальной точки увеличивается за некоторое время в 4 раза, а ее импульс за это же время увеличивается в II. Скорость движущейся материальной точки увеличивается за некоторое время в 4 раза, а ее импульс за это же время увеличивается в 1) 2 раза 2) 4 раза 3) 8 раз 4) 16 раз 1) 2 раза 2) 4 раза 3) 8 раз 4) 16 раз III. Первая формулировка закона сохранения импульса принадлежит III. Первая формулировка закона сохранения импульса принадлежит 1) Галилею 2) Ньютону 3)Декарту 4) Гуку 1) Галилею 2) Ньютону 3)Декарту 4) Гуку

4 IV. Какая из перечисленных ниже величин является векторной? IV. Какая из перечисленных ниже величин является векторной? 1) масса 2) путь 3) импульс 4) время 1) масса 2) путь 3) импульс 4) время V. Закон сохранения импульса выполняется только V. Закон сохранения импульса выполняется только 1) во внешнем поле силы 1) во внешнем поле силы 2) в замкнутой системе тел 2) в замкнутой системе тел 3) в неинерционной системе отсчета 3) в неинерционной системе отсчета 4) при отсутствии силы трения 4) при отсутствии силы трения

5 Реактивное движение Цель урока: Познакомиться с особенностями и характеристиками реактивного движения, историей его развития.

6 Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околоземное пространство. Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околоземное пространство. К.Э. Циолковский К.Э. Циолковский

7 Наблюдать реактивное движение очень просто. Если надуть шарик и не завязывая отпустить его. Шарик будет двигаться до тех пор пока продолжается истечение воздуха. 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 Реактивная сила возникает без какого либо взаимодействия с внешними телами

8 Реактивная сила возникает без какого-либо взаимодействия с внешними телами. Например, если запустить 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 Например, если запустить 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

9 .Один из первых проектов автомобилей был также с реактивным двигателем и принадлежал этот проект Ньютону.Один из первых проектов автомобилей был также с реактивным двигателем и принадлежал этот проект Ньютону

10 По принципу реактивного движения передвигаются некоторые представители животного мира, например, кальмары и осьминоги. Периодически выбрасывая, вбираемую в себя воду они способны развивать скорость км/ч. По принципу реактивного движения передвигаются некоторые представители животного мира, например, кальмары и осьминоги. Периодически выбрасывая, вбираемую в себя воду они способны развивать скорость км/ч.

11 Движение, которое возникает как результат отделения от тела какой либо части, либо как результат присоединения к телу другой части, называется

12 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, т.е. 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, т.е.

13

14 , т.е. аппарат с реактивным двигателем, использующим горючее и окислитель, находящиеся на самом аппарате., т.е. аппарат с реактивным двигателем, использующим горючее и окислитель, находящиеся на самом аппарате.

15 Реактивный двигатель - это двигатель, преобразующий химическую энергию топлива в кинетическую энергию газовой струи, при этом двигатель приобретает скорость в обратном направлении. На каких же принципах и физических законах основывается его действие? - это двигатель, преобразующий химическую энергию топлива в кинетическую энергию газовой струи, при этом двигатель приобретает скорость в обратном направлении. На каких же принципах и физических законах основывается его действие?

16 Реактивные двигатели делятся на два основных класса: Реактивные двигатели делятся на два основных класса: а)ракетные двигатели (ракетный двигатель на твердом топливе РДТП, жидкостно-реактивный двигатель ЖРД); а)ракетные двигатели (ракетный двигатель на твердом топливе РДТП, жидкостно-реактивный двигатель ЖРД); б)воздушно-реактивные. б)воздушно-реактивные.

17 История космонавтики Первые упоминания о ракетах встречаются в древнекитайских летописях, в древнеиндийской и греческой литературе. А так же в древнерусских летописях. Первые упоминания о ракетах встречаются в древнекитайских летописях, в древнеиндийской и греческой литературе. А так же в древнерусских летописях. В 1680 г в Москве было открыто «Ракетное заведение» В 1680 г в Москве было открыто «Ракетное заведение» Первый фундаментальный труд «О боевых ракетах», принадлежащий перу К.И.Константинова, крупного военного специалиста, вышел в Париже в 1861 г. Первый фундаментальный труд «О боевых ракетах», принадлежащий перу К.И.Константинова, крупного военного специалиста, вышел в Париже в 1861 г. Проекты первых отечественных ракет были разработаны Н.И Тихомировым в 1864 г Проекты первых отечественных ракет были разработаны Н.И Тихомировым в 1864 г

18 Устройство ракеты - носителя 1. Космический корабль 1. Космический корабль 2. Приборный отсек 2. Приборный отсек 3. Бак с окислителем 3. Бак с окислителем 4. Бак с горючим 4. Бак с горючим 5. Нососы 5. Нососы 6. Камера сгорания 6. Камера сгорания 7.Сопло. Назначение сопла состоит в том чтобы повысить скорость струи. Для чего? 7.Сопло. Назначение сопла состоит в том чтобы повысить скорость струи. Для чего?

19 Чтобы увеличить скорость ракеты. закон сохранения импульса позволяет оценить эту скорость закон сохранения импульса позволяет оценить эту скорость M r - масса газа M r - масса газа М об - масса оболочки М об - масса оболочки V г - скорость газа V г - скорость газа V об – скорость оболочки V об – скорость оболочки M r V г - М об V об = 0 M r V г - М об V об = 0 или M r V г = М об V об или M r V г = М об V об Vоб

20 Формула Циолковского Wx=Iуд·ln(Mкон/Mнач)

21 Основной вывод состоит в том, что в безвоздушном пространстве ракета разовьёт тем большую скорость, чем больше скорость истечения газов и чем больше число Циолковского. Основной вывод состоит в том, что в безвоздушном пространстве ракета разовьёт тем большую скорость, чем больше скорость истечения газов и чем больше число Циолковского.

22 Мы не учли Мы не учли 1. Газ вытекает не сразу, а постепенно 1. Газ вытекает не сразу, а постепенно 2. На ракету действует сила тяжести 2. На ракету действует сила тяжести 3. На ракету действует сила сопротивления воздуха. 3. На ракету действует сила сопротивления воздуха. Всё это приводит к тому, что отношение масс много больше чем мы получили Всё это приводит к тому, что отношение масс много больше чем мы получили

23 Расчёты показывают что при скорости газа в 2000 м/с для достижения скорости равной первой космической, масса топлива должна быть в 55 раз больше массы оболочки. Для межпланетных полётов ( с возвращением на Землю) масса топлива должна быть в тысячи раз больше массы оболочки.

24 Другие факторы влияющие на скорость ракеты. Мы рассмотрели устройство и принцип действия одноступенчатой ракеты. Где под ступенью подразумевается та часть, которая содержит: Мы рассмотрели устройство и принцип действия одноступенчатой ракеты. Где под ступенью подразумевается та часть, которая содержит: 2. Приборный отсек (двигатель) 2. Приборный отсек (двигатель) 3. Бак с окислителем 3. Бак с окислителем 4. Бак с горючим 4. Бак с горючим

25 Выражение: Выражение: Fm*ά=V*Δm/Δt Fр=m*ά=V*Δm/Δt есть уравнение динамики тела переменной массы для случая, когда внешние силы равны нулю. Если же на ракету, кроме реактивной силы Fp, действует внешняя сила F, то уравнение динамики движения примет вид: есть уравнение динамики тела переменной массы для случая, когда внешние силы равны нулю. Если же на ракету, кроме реактивной силы Fp, действует внешняя сила F, то уравнение динамики движения примет вид: m*ΔV/Δt = F + Fр m*ΔV/Δt = F + Fр Это уравнение получено профессором Петербургского университета И. В. Мещерским и носит его имя. Это уравнение получено профессором Петербургского университета И. В. Мещерским и носит его имя.

26 Формула Мещерского представляет собой обобщение второго закона Ньютона для движения тел переменной массы. Формула Мещерского представляет собой обобщение второго закона Ньютона для движения тел переменной массы.

27 Многоступенчатые ракеты Развивают большие скорости Развивают большие скорости Предназначены для более дальних полётов Предназначены для более дальних полётов

28 После того как топливо и окислитель первой ступени будет полностью израсходованы, эта ступень автоматически отбрасывается и в действие вступает двигатель второй ступени. После того как топливо и окислитель первой ступени будет полностью израсходованы, эта ступень автоматически отбрасывается и в действие вступает двигатель второй ступени. Уменьшение общей массы ракеты путём отбрасывания уже не нужной ступени позволяет сэкономить топливо и окислитель и увеличить скорость ракеты. Уменьшение общей массы ракеты путём отбрасывания уже не нужной ступени позволяет сэкономить топливо и окислитель и увеличить скорость ракеты. Таким же образом отбрасывается вторая ступень Таким же образом отбрасывается вторая ступень

29 Возвращение на землю Если возвращение корабля на Землю или какую другую планету не планируется. то третья ступень используется как и первые две. Если возвращение корабля на Землю или какую другую планету не планируется. то третья ступень используется как и первые две. Если корабль должен совершить посадку то третья ступень используется для торможения корабля перед посадкой. При этом ракету разворачивают на 180 градусов, чтобы сопло оказалось впереди. Тогда вырывающейся из неё газ сообщает ей импульс, направленный против скорости её движения и ракета тормозит Если корабль должен совершить посадку то третья ступень используется для торможения корабля перед посадкой. При этом ракету разворачивают на 180 градусов, чтобы сопло оказалось впереди. Тогда вырывающейся из неё газ сообщает ей импульс, направленный против скорости её движения и ракета тормозит

30 Идея использования ракет для космических полётов была выдвинута русским учёным

31

32 К.Э.Циолковский Он разработал теорию движения ракет. Он разработал теорию движения ракет. Вывел формулу для расчёта их скорости Вывел формулу для расчёта их скорости

33 С.П.Королёв Идея Циолковского была реализована советскими учёными под руководством Идея Циолковского была реализована советскими учёными под руководством

34 Первый спутник Земли 4 октября 1957 г весь мир стал свидетелем выдающегося события - в СССР был осуществлён успешный запуск первого искусственного спутника Земли 4 октября 1957 г весь мир стал свидетелем выдающегося события - в СССР был осуществлён успешный запуск первого искусственного спутника Земли

35 Он был мал, этот самый первый искусственный спутник нашей старой планеты, но его звонкие позывные разнеслись по всем материкам и среди всех народов как воплощение дерзновенной мечты человечества.

36 Ю.А.Гагарин А первым человеком покорившим космическое пространство стал А первым человеком покорившим космическое пространство стал

37 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. И вы, ребята, также можете внести свой вклад в интересное дело – в освоение космического пространства. 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. И вы, ребята, также можете внести свой вклад в интересное дело – в освоение космического пространства.

38 Вопросы для повторения Какое движение называется реактивным? Какое движение называется реактивным? Верно ли утверждение: для осуществления реактивного движения с окружающей средой не требуется взаимодействие с окружающей средой? Верно ли утверждение: для осуществления реактивного движения с окружающей средой не требуется взаимодействие с окружающей средой? На каком законе основано реактивное движение? На каком законе основано реактивное движение? От чего зависит скорость ракеты? От чего зависит скорость ракеты? Когда и где был запущен первый искусственный спутник Земли? Когда и где был запущен первый искусственный спутник Земли? Как осуществляется торможение ракеты (спуск), космического корабля. Как осуществляется торможение ракеты (спуск), космического корабля.

39 Решение задач. Используя полученную формулу, рассчитайте, на какую максимальную высоту поднимется пороховая ракета массой 80 кг, если пороховые газы массой 10 кг мгновенно вылетят из нее со скоростью 800 м/с? Используя полученную формулу, рассчитайте, на какую максимальную высоту поднимется пороховая ракета массой 80 кг, если пороховые газы массой 10 кг мгновенно вылетят из нее со скоростью 800 м/с?

40 РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ В ПРИРОДЕ 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. 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.