1. Реактивное движение Что такое реактивное движение? Принцип реактивного движения, Сегнеровое колесо Устройство ракет Космические скорости Спутники Что. - презентация

1 1. Реактивное движение Что такое реактивное движение? Принцип реактивного движения, Сегнеровое колесо Устройство ракет Космические скорости Спутники Что такое реактивное движение? Принцип реактивного движения, Сегнеровое колесоУстройство ракетКосмические скорости Спутники 1) Успехи космонавтики Успехи космонавтикиУспехи космонавтики

2 Реактивное движение Движение тела, возникающее вследствие отделения от него части его массы с некоторой скоростью, называют реактивным. Все виды движения, кроме реактивного, невозможны без наличия внешних для данной системы сил, т. е. без взаимодействия тел данной системы с окружающей средой, а для осуществления реактивного движения не требуется взаимодействия тела с окружающей средой. Первоначально система покоится, т. е. ее полный импульс равен нулю. Когда из системы начинает выбрасываться с некоторой скоростью часть ее массы, то (так как полный импульс замкнутой системы по закону сохранения импульса должен оставаться неизменным) система получает скорость, направленную в противоположную сторону. Действительно, так как m 1 v 1 +m 2 v 2 =0, то m 1 v 1 =-m 2 v 2, т. Е. v 2 =-v 1 m 1 /m 2. Из этой формулы следует, что скорость v 2, получаемая системой с массой m 2, зависит от выброшенной массы m 1 и скорости v 1 ее выбрасывания. Далее

3 Реактивное движение Тепловой двигатель, в котором сила тяги, возникающая за счет реакции струи вылетающих раскаленных газов, приложена непосредственно к его корпусу, называют реактивным. В отличие от других транспортных средств устройство с реактивным двигателем может двигаться в космическом пространстве. Далее

4 Основоположником теории космических полетов является выдающийся русский ученый Циолковский ( ). Он дал общие основы теории реактивного движения, разработал основные принципы и схемы реактивных летательных аппаратов, доказал необходимость использования многоступенчатой ракеты для межпланетных полетов. Идеи Циолковского успешно осуществлены в СССР при постройке искусственных спутников Земли и космических кораблей. Реактивное движение Далее

5 Реактивное движение Основоположником практической космонавтики является советский ученый академик Королев ( ). Под его руководством был создан и запущен первый в мире искусственный спутник Земли, состоялся первый в истории человечества полет человека в космос. Первым космонавтом Земли стал советский человек Ю.А. Гагарин ( ). Королев С.ПГагарин Ю.АПервый спутник К началу

6 Принцип реактивного движения и Сегнеровое колесо Под реактивным принципом, как известно, в физике понимается принцип, устанавливающий основное свойство явления, возникающего при истечении струи жидкости или газа, вытекающей из сосуда под действием внутреннего давления. В физике описывается прибор, называемый Сегнеровым колесом, при помощи которого демонстрируется развитие сил реакция при истечении жидкости. В этом сосуде жидкость вытекает через две боковые трубочки так, что направление обеих струй а и в перпендикулярно диаметру сd поперечного сечения, вследствие чего при истечении развивается пара сил f 1 и f 2 (в направлении, обратном направлению струй), вращающая сосуд по направлению стрелки. При подробном математическом исследовании процесса истечения оказывается, что величина силы реакции R определяется формулой К началу

7 Устройство ракет К началу

8 Космические скорости Космическая скорость (первая v 1, вторая v 2, третья v 3 и четвёртая v 4 ) это минимальная скорость, при которой какое-либо тело в свободном движении сможет:первая v 1вторая v 2третья v 3четвёртая v 4 v1v1 стать спутником небесного тела.спутникомнебесного тела v2v2 преодолеть гравитационное притяжение небесного тела.гравитационное притяжениенебесного тела v3v3 покинуть Солнечную систему, преодолев притяжение Солнца.Солнца v4v4 покинуть галактику Млечный Путь.галактикуМлечный Путь Космические скорости могут быть вычислены и для поверхности других космических тел. Например на Луне v 1 = 1,680 км/с, v 2 = 2,375 км/с Далее

9 Космические скорости Первая космическая скорость скорость, которую необходимо придать объекту, пренебрегая сопротивлением атмосферы и вращением планеты, чтобы вывести его на круговую орбиту с радиусом равным радиусу планеты. Иными словами, первая космическая скорость это минимальная скорость, при которой тело, движущееся горизонтально над поверхностью планеты, не упадёт на неё, а будет двигаться по круговой орбите.скоростьатмосферыпланеты радиусом Для вычисления первой космической скорости необходимо рассмотреть равенство центробежной силы и силы тяготения действующих на объект на круговой орбите.центробежной силысилы тяготения где m масса объекта, M масса планеты, G гравитационная постоянная (6,67259·10 11 м³·кг 1 ·с 2 ), первая космическая скорость, R радиус планеты. Подставляя численные значения (для Земли M = 5,97·10 24 кг, R = м), найдемгравитационная постоянная 7,9 км/с Первую космическую скорость можно определить через ускорение свободного падения так как g = GM/R², тоускорение свободного падения. Далее

10 Космические скорости Втора́я косми́ческая ско́рость (параболи́ческая ско́рость, ско́рость убега́ния) наименьшая скорость, которую необходимо придать объекту (например, космическому аппарату), масса которого пренебрежимо мала относительно массы небесного тела (например, планеты), для преодоления гравитационного притяжения этого небесного тела. Предполагается, что после приобретения телом этой скорости оно не получает негравитационного ускорения (двигатель выключен, атмосфера отсутствует). скоростькосмическому аппаратунебесного тела гравитационного притяжения Для получения формулы второй космической скорости удобно обратить задачу спросить, какую скорость получит тело на поверхности планеты, если будет падать на неё из бесконечности. Очевидно, что это именно та скорость, которую надо придать телу на поверхности планеты, чтобы вывести его за пределы её гравитационного влияния.планетыбесконечности где слева стоят кинетическая и потенциальная энергии на поверхности планеты, справа то же, но на бесконечности. Здесь m масса пробного тела, M масса планеты, R радиус планеты, G гравитационная постоянная, v 2 вторая космическая скоростькинетическаяпотенциальная гравитационная постоянная Разрешая относительно v 2, получим Между первой и второй космическими скоростями существует простое соотношение:первой Квадрат скорости убегания равен удвоенному ньютоновскому потенциалу в данной точке (например, на поверхности планеты):ньютоновскому потенциалу Далее

11 Космические скорости Тре́тья косми́ческая ско́рость минимально необходимая скорость тела, позволяющая преодолеть притяжение Солнца и в результате уйти за пределы Солнечной системы в межзвёздное пространство.СолнцаСолнечной системымежзвёздное пространство Взлетая с поверхности Земли и наилучшим образом используя орбитальное движение планеты космический аппарат может достичь третью космическую скорость уже при 16,6 км/с относительно Земли, а при старте с Земли в самом нeблагоприятном направлeнии его нeобходимо разогнать до 72,8 км/с. Здесь для расчёта предполагается, что космический аппарат приобретает эту скорость сразу на поверхности Земли и после этого не получает негравитационного ускорения (двигатели выключены и сопротивление атмосферы отсутствует). При наиболее энергетически выгодном старте скорость объекта должна быть сонаправлена скорости орбитального движения Земли вокруг Солнца. Орбита такого аппарата в Солнечной системе представляет собой параболу (скорость убывает к нулю асимптотически).Земли космический аппаратпараболу Далее

12 Космические скорости Четвёртая космическая скорость минимально необходимая скорость тела, позволяющая преодолеть притяжение галактики Млечный Путь. Четвёртая космическая скорость не постоянна для всех точек Галактики, а зависит от расстояния до центральной массы (для нашей галактики таковой является объект Стрелец A*, предположительно чёрная дыра). По грубым предварительным расчётам в районе нашего Солнца четвёртая космическая скорость составляет около 550 км/с (значение сильно зависит от расстояния звезды до Стрельца А*,а точное значение неизвестно, поскольку нет точных данных о распределении масс вещества по Галактике). К примеру скорость движения самого Солнца вокруг центра галактики составляет примерно 220 км/с, и если бы оно двигалось примерно вдвое- втрое быстрее, то перестало бы быть спутником объекта Стрелец A* и со временем покинуло бы Млечный Путь.галактикиМлечный ПутьСтрелец A*чёрная дыраСолнца К началу

13 Спутники Спу́тник объект, вращающийся по определённой траектории (орбите) вокруг другого объекта, обычно имеется в виду в космическом пространстве. Различают искусственные и естественные спутники.орбитекосмическом пространстве Решением Международного астрономического союза от 24 августа 2006 года спутником решено считать объект, вращающийся вокруг центрального тела (планеты, карликовой планеты или астероида) так, что барицентр орбиты находится внутри центрального тела. Если барицентр орбиты находится вне центрального тела, объект спутником не является, а считается компонентом системы, состоящей из двух или нескольких планет (карликовых планет, астероидов).Международного астрономического союза24 августа2006планетыкарликовой планеты астероидабарицентр Первый в мире искусственный спутник Земли запущен в СССР 4 октября 1957 года (Спутник-1).СССР4 октября1957Спутник-1 Первый американский ИСЗ 1 февраля 1958 года (Эксплорер-1).американский1 февраля1958Эксплорер-1 Первый британский ИСЗ 26 апреля 1962 года (был запущен американской ракетой-носителем).британский26 апреля1962 Первый канадский ИСЗ 29 сентября 1962 года (был запущен американской ракетой-носителем).канадский29 сентября1962 Первый французский спутник 26 ноября 1965 года (Астерикс) (был запущен французской ракетой Диамант-А с космодрома Хаммагир).французский26 ноября1965АстериксХаммагир Первый австралийский спутник 29 ноября 1967 года (WRESAT).австралийский29 ноября1967WRESAT Первый индийский спутник 19 апреля 1975 года (Aryabhata).индийский19 апреля1975Aryabhata Движение искусственного спутника Земли по геостационарной орбитегеостационарной орбите К началу

14 Успехи космонавтики Наша страна всегда занимала передовые позиции в освоении косми-ческого пространства человеком. Гениальные теоретические изыскания К.Э.Циолковского, организаторский талант Генерального конструктора С.П.Королева, самоотверженный труд многих специалистов явились основной причиной успехов российской космонавтики в XX веке. Первый искусственный спутник Земли, первый орбитальный полет, который совершил представитель нашей планеты, другие достижения обеспечили выход человека в космосдля проведения его всесто- роннего исследования. Навсегда вошел в историю мировой цивилизации Юрий Алексеевич Гагарин, сорокалетие полета которого мы отмечали в 2001 году, легендарный первооткрыватель космоса, обаятельный человек, улыбку которого знают и помнят во всех уголках нашей планеты. Ярким явлением в пилотируемой космонавтике стали медико-биологические исследования, проведенные во время 15-летнего пребывания на орбите станции Мир. Эти исследования уникальны и важны не только для сохранения здоровья космонавтов, находящихся в экстремальных условиях, но и для практического здравоохранения, особенно в условиях существенного ухудшения экологических условий существования на Земле. Обеспечение указанных исследований осуществляли в основном сотрудники Института медико- биологических проблем в кооперации со специалистами Российской академии наук, Российской академии медицинских наук, Министерства обороны и различных организаций. Уже сейчас первые результаты этих исследований начали приносить реальную пользу здравоохранению, развитию фундаментальных биомедицинских исследований. К началу