Mint tudják, a rakéta még mindig a leggyorsabb szállítóeszköz a Földön. A rakéta szokatlan motorral rendelkezik, amelyet sugárhajtóműnek neveznek. Mielőtt a rakéta repülésre indulna, hatalmas tartályait rakétaüzemanyaggal töltik meg. Indításkor az üzemanyag meggyullad, ami égéskor forró gázzá alakul. Ez a gáz a fúvókán keresztül (a fúvóka egy olyan keskeny lyuk, amely a rakéta alján található), nagy sebességgel és erővel tör ki.

Egy erős gázsugár az egyik irányba csap be, a rakéta pedig az ellenkező irányba repül visszataszító hatásának köszönhetően.

Minden rakomány ennek a többlépcsős rakétának a legtetején található. Felső rész speciális védősapkával van lezárva, amelyet fejvédőnek neveznek. Mindegyik fokozat egy független rakéta, amelynek belsejében üzemanyagtartályok vannak elhelyezve, és motorok a farokban.

Kezdetben a legalacsonyabb és nagyon erős be van kapcsolva, amelynek feladata az összes súly átemelése a légkör rétegein. Amikor a benne lévő üzemanyag teljesen kiég, az alsó fokozat automatikusan lekapcsol, mint már felesleges elem, és elkezd dolgozni a második fokozat motorja, a rakéta. A rakéta egyre gyorsabban gyorsul.

És amikor a második középső fokozatban véget ér, a legfelső hordozórakéta motorja be van kapcsolva, és az alsó fokozat is lekapcsol. Végül felgyorsul az elsőre térsebességés belép a föld pályájára, ahol már önállóan mozog.

A leesett lépcsők nem, a légkörrel való súrlódástól olyan mértékben felmelegszenek, hogy teljesen kiégnek. Maga a hordozórakéta űrhajó, két részre oszlik: a leszálló járműre és a műszerrekeszre. A leszálló járműben űrhajósok dolgoznak, pihennek és alszanak.

A műszertérben pedig egy fékhajtómű található, melynek segítségével a hajó visszatér a földre. Vannak olyan eszközök is, amelyek segítségével az űrhajósok kutatásokat végeznek.

ÖSSZOROSSZORSZÁGI GYERMEKVERSENY REGIONÁLIS SZAKADJA

TUDOMÁNYOS KUTATÁSI ÉS KREATÍV MUNKÁK

"ELSŐ LÉPÉSEK A TUDOMÁNYBAN"

Szakasz: FIZIKA

Téma: MIÉRT REPÜLJEK A RAKETEK…

Tudományos tanácsadó: Kasenkova Irina Nikolaevna

Munkavégzés helye: MOU "Rozhdestvenskaya középiskola" Valuysky kerület a Belgorod régióban

Tartalomjegyzék

A hipotézis előrehaladása………………………………………………………………

A téma relevanciája………………………………………………………….4

A vizsgálat célja és célkitűzései…………………………………………………….5

Fő rész…………………………………………………………………..6

Eredmények és következtetések…………………………………………………….15

Irodalom………………………………………………………………….16

Hipotézis

A nővérem születésnapi partijára készülve feldíszítettem a házat léggömbök. Amikor felfújtam a léggömböket, az egyik kitört a kezemből és nagy sebességgel elrepült tőlem az ellenkező irányba. Feltettem magamnak a kérdést: mi történt a labdával? A szülők elmagyarázták, hogy sugárhajtásról van szó. Úgy repül a léggömb, mint egy rakéta?

Probléma: lehet-e olyan rakéta modellt készíteni, amely rögtönzött anyagok felhasználásával fel tud szállni?

Talán sok ezer éven át az égre nézve az ember arra gondolt, hogy a csillagok felé repül. A pislákoló éjszakai csillagok arra kényszerítették, hogy a gondolatok elragadják az Univerzum hatalmas kiterjedései felé, felizgatták fantáziáját, elgondolkodtatták az Univerzum létrejöttének titkairól. Évszázadok teltek el, az ember egyre nagyobb hatalmat szerzett a természet felett, de a távoli csillagokra való repülés álma nem hagyta el az emberiséget.

Hipotézis, amelyet a vizsgálat során előterjesztettem: talán a sugárhajtás a természetben fordul elő és Mindennapi élet, és képes leszek egy rakétamodellt létrehozni e jelenségek ismeretében.

A téma relevanciája.

Hallottam, mit mondanak: a gőz kora, az elektromosság kora, a rádió kora... Beszélhetünk a rakéta koráról? Szerintem lehetséges, mert eljött ez az évszázad.

A rakéták szilárdan elnyerték helyüket a modern világban. Az automatikus önrögzítő eszközökkel felszerelt rakéták már nagy magasságokba emelkedtek, és segítenek megfejteni a Föld felett húzódó légóceán rejtelmeit.

Egy mesterséges rakéta segít a légkörről ismereteink ellenőrzésében, kiegészítésében, a nagy magasságokkal kapcsolatos ismereteink pótlásában. A rakéta ebbe a magasságba emeli a televízióadókat, és mi a Földet látjuk a tévéképernyőn nagy magasságban, Föld-bolygó.

A rakéta az időjárás szolgálatában áll. A meteorológiai rakéták oda másztak, ahol a műszeres ballonszonda nem megy. Hatalmas távolságokat, nagy sebességgel repülve a rakéták nagy területeken tudnak információt szolgáltatni az időjárásról, rádión keresztül továbbítva a légkör állapotáról különféle magasságok, különböző helyeken. Tehát a rakéták segítenek megjósolni az időjárást, és még az időjárást is irányítani.

Általában képzeld el az életet modern társadalom a rakétatudományban és az űrhajózásban elért eredmények nélkül nem lehetséges. Hiszen az űrkutatásnak köszönhetően ma mindenféle műhold mozog a Föld körül. különféle célokra. Tudományos műholdak segítségével a tudósok megfigyelik égitestek. Mindez most megvan, és a jövőben a tudományos állomások és installációk könnyebbek lesznek, a jövő lakott lakóállomásai pedig, amelyek a bolygó közelében forognak, lehetővé teszik majd, hogy lakóik gyakran visszatérjenek szülőbolygójukra és fogadjanak vendégeket. Ha pedig az emberiség egy része úgy dönt, hogy a mélyűrben telepszik le, a kommunikációt csak rádiójelek küldésével lehet fenntartani. Valószínűleg várnunk kell, amíg lesznek több százezer kilométer per órás sebességet meghaladó bolygóközi hajók, az űrtechnológia jelenlegi fejlődése mellett pedig az út a Földre és vissza évtizedekig tart. Természetesen vannak, akik a kolóniák telepesei akarnak lenni, akik válogatott növény- és állatfajokat visznek magukkal hatalmas űrhajókon. De nincs messze a nap, amikor az űrkolóniákból új világok lesznek. Ez lesz a sugárhajtás kora.

Kutatásom során megpróbálok egy olyan rakéta modellt létrehozni, amely a rendelkezésre álló anyagok felhasználásával fel tud szállni.

A tanulmány célja és célkitűzései.

A tanulmány célja:

Rögtönzött anyagok felhasználásával felszálló rakéta modelljének készítése.

Hipotézisem megerősítésére vagy cáfolatára magam elé tettem feladatok:

1. elméleti anyag tanulmányozása ebben a témában;

2. kísérleteket végezni a sugárhajtást szemléltető módon;

3. kísérletileg ellenőrizze egy olyan rakéta modell létrehozásának lehetőségét, amely rögtönzött anyagok felhasználásával fel tud szállni .

Fő rész.

A tanulmány elméleti anyag ebben a témában.

A sugárhajtást még az első por tűzijátékok és jelzőrakéták gyártásakor is alkalmazták Kínában a 10. században. A 18. század végén az indiai csapatok a brit gyarmatosítók elleni harcban harci rakétákat használtak fekete füstporon. NÁL NÉL orosz hadsereg ben fogadták el a porrakétákat eleje XIX század.

A Nagy Honvédő Háború idején a német csapatok V-2 ballisztikus rakétákat használtak, és brit és belga városokat lőttek. szovjet csapatok Val vel nagy siker használt telepítések salvótűz"Katyusha".

N. I. Kibalchich volt az első, aki sugárhajtást alkalmazott űrrepülésekhez. A rakétaépítés további elméleti fejlesztése Tsiolkovsky K.E. orosz tudósé. Munkái inspirálták S. P. Korolevot, hogy repülőgépeket alkosson emberes űrrepüléshez.

Ötleteinek köszönhetően 1957. október 4-én a világon először egy mesterséges Föld-műholdat és az első emberes mesterséges Föld-műholdat indítottak útjára pilóta-űrhajóssal a Yu.A. Gagarin – 1961. április 12. Az űrrepülőgépek kilövései új korszakot jelentettek az űrkutatásban.

Modern vívmányok az űrhajózásban

1992. június 17-én Oroszország és az Egyesült Államok megállapodást kötött az űrkutatási együttműködésről. Ennek megfelelően az Orosz Űrügynökség és a NASA közös Mir-Shuttle programot dolgozott ki. Ez a program amerikai újrafelhasználható Shuttle űrszondák repülését biztosította a Mir orosz űrállomásra. A Mir-Shuttle program megvalósítása során született meg a nemzeti programok kombinálásának ötlete orbitális állomások létrehozására. Nemzetközi űrállomás, amely ma a bolygó felett lebeg, kompromisszummá vált Oroszország és az Egyesült Államok között. Az ISS 1998. november 20-án kezdte meg működését, és jelenleg is működik.

2004 januárjában az Egyesült Államok elnöke beszélt új program három szakaszból álló űrkutatás. A tervek szerint tesztelik az új Orion űrszondát, amely felváltja a Shuttle-eket. 2015-ben az Orion szállít amerikai legénység az ISS-re, majd 5 évvel később a Holdra. A jövőben az ilyen repülések rendszeressé válnak, és a Föld műholdján felépül az első állandó holdbázis, amely a Marsra és a Naprendszer más bolygóira induló expedíciók központjává válik. A tervek szerint 2037-re emberes repülés indul a Marsra. Talán a program részeként végre egy ember sétálhat majd a vörös marsi homokon. A tudósok automatikus szondákat küldtek más földi bolygókra - a Marsra, a Merkúrra és a Vénuszra. Leszállók landoltak a Marson és a Vénuszon, így már sokat tudunk ezekről a bolygókról. Az óriásbolygók tanulmányozására űrmodulokat is indítottak. A New Horizons űrszonda 2006 óta tart a Plútó felé. A tudósok arra számítanak, hogy 2015-ben eléri a bolygót.

A műholdak egyik fő célja külföldi területek megfigyelése és fényképezése volt. Az amerikaiak az élen jártak az ilyen típusú kémkedésben, műholdaik figyelik és lehallgatják az üzeneteket, a fedélzeti kamerák és teleszkópok pedig a csapatok legkisebb mozgását is észlelik. A műholdakon lévő radarok akár 100 méteres mélységben is látják, mi történik az óceánban. Vannak meteorológiai műholdak is, a rajtuk lévő berendezések lehetővé teszik, hogy öt napra előre egészen pontosan megjósolják az időjárást, és figyelmeztessék a lakosságot a rossz idő közeledtére. Ezek a műholdak információkat továbbítanak a felhőzetről, a talaj hőmérsékletéről vagy a hegyekben a hó mennyiségéről. A műholdak a távolságot és a magasságot centiméter pontossággal tudják mérni. Ezeket tereprendezésre, például utak lefektetésére használják. A műholdas térképezést az oceanológiában is használják, leolvasják a fenék tájképét, az áramlatokat, az óceán felszínének hőmérsékletét, a szél sebességét, az olajszennyezést és a jégtakarót. Az 1960-as évek eleje óta a mesterséges földműholdakat rádióhullám-adásként használták, televíziós műsorszórást, telefonkommunikációt és digitális információs jeleket továbbítanak. 1992-ben alakult világméretű hálózat keringő műholdak (GPS), amely lehetővé teszi bármely mozgó vagy álló tárgy helyének meghatározását a földön, a levegőben és a víz alatt.

Fizikai elvek sugárhajtómű és eszköz.

R Az inaktív mozgás a cselekvés és a reakció elvén alapul: ha egy test hat a másikra, akkor pontosan ugyanaz az erő hat rá, de ellenkező irányba.

Modern űrrakéta ez egy nagyon összetett repülőgép, amely több százezer alkatrészből áll. A hajótestből, a motorból és a rakománytérből áll. A hajótest nagy része üzemanyaggal van feltöltve. A motor egy égéstérből és egy fúvókából áll. A fúvóka a tüzelőanyag elégetése során keletkező gázok kivezetése. A nagy kozmikus sebesség eléréséhez többlépcsős rakétákat használnak. Amikor a reaktív gázsugár kilökődik a rakétából, maga a rakéta az ellenkező irányba rohan, felgyorsulva az 1. kozmikus sebességre: 8 km/s.

Sugárhajtás a természetben.

Tehát hol fordul elő a sugárhajtás a természetben? A halak úsznak, a madarak repülnek, az állatok futnak. Minden nagyon egyszerűnek tűnik. Bármennyire. Az állatok vándorlása nem szeszély, hanem súlyos szükségszerűség. Ha enni akar, tudjon gyorsan mozogni. Ha nem akarod, hogy megegyenek, gyorsan menekülj. Az űrben való gyors mozgáshoz nagy sebességet kell kifejlesztenie.

Ehhez pl. fésűkagyló - van egy sugárhajtóműve. Nagyon gyorsan löki ki a vizet a kagylóból, és saját hosszának 10-20-szorosát repül!

Polip 50 km/h-ig fejleszti a sebességet, és ez a sugár tolóerejének köszönhető. Még a szárazföldön is tud járni, mert. vízkészlet van a keblében erre az esetre. Tintahal- a legnagyobb gerinctelen lakója óceán mélységei a sugárhajtás elve szerint mozog.

A sugárhajtásra a növényvilágban is találhatunk példákat. NÁL NÉL déli országokban(és itt a Fekete-tenger partján is) egy növény nő, ún "spriccelő uborka Ha csak enyhén megérinti a gyümölcsöt, hasonlóan az uborkához, amikor az elrepül a szártól, és a termésből képződött lyukon keresztül egy magvakat tartalmazó folyadék repül ki akár 10 m/s sebességgel. maguk az uborkák az ellenkező irányba repülnek. Egy őrült uborka hajt (más néven " női pisztoly"") több mint 12 m.

A tanulmány gyakorlati részének megvalósítása.

én kísérletet végzett, amely bebizonyítja, hogy minden cselekvésre egyenlő és ellentétes reakció van. Ehhez egy parafával lezárt edényben, mely cérnákra függesztettem, vizet melegítettem forrásig, és láttam, hogy amikor a parafa kirepült, az edény az ellenkező irányba repült el.

Ez a tapasztalat a cselekvések és reakciók egyenlősége szabályának érvényességét bizonyítja. Ha a gőz a parafára hat, akkor a parafa a benne lévő gőzre hat hátoldal, és a gőz ezt az ellenállást átviszi a kémcsőbe.

Aztán készítettem egy légi indító autót, és működés közben teszteltem. Ez a játék egy autó, amelyhez egy felfújt gumilabda van rögzítve.

P
otthagyta a játékot az asztal szélén, és elengedte.

A játék a kifújt levegő energiájának hatására mozgásba lendül. Arra is figyeltem, hogy minél több levegőt pumpálnak a ballonba, annál tovább halad az autó. Így megépítettem a legegyszerűbb sugárhajtómű modelljét.

H ó, a mozgás, amit láttam, bár a sugárhajtás példája, nem nagyon hasonlított a rakéta kilövésére és mozgására, amit a televízióban láttam. Aztán elkezdtem rakétamodellt készíteni, ehhez egy gyerekenciklopédiából származó rajzokat használtam. Ahhoz, hogy egy rakéta magasabban szálljon fel, a lehető legkönnyebbnek kell lennie. Ezért a rakétamodellek készítésének anyaga nyomtatópapír.

NÁL NÉL
Üzemanyagtartálynak műanyag tégelyt használtam. És kész is volt a rakétamodell!

Eljött az idő a rakéta kilövésére.

NÁL NÉL
Coca-Cola és Mentos keverékét használtam üzemanyagként. A Mentos porózus felülettel rendelkezik, amely számos központot hoz létre a szénsavas italokban oldott szén-dioxid kibocsátására. A láncreakcióban szerepet játszó további összetevők az aszpartám (cukorhelyettesítő), a nátrium-benzoát (tartósítószer) és a koffein a kólában, valamint a zselatin a Mentosban. Ezek az összetevők jól működnek együtt és összekeverve nagy számban gázkibocsátó központokban heves reakció indul meg, amely azonnal felszabadítja az összes szén-dioxidot, egy kiszabaduló sugár hatására rakétánk felszáll.

P
visszaszámlálunk: 5, 4, 3, 2, 1, indul!... És a rakétánk felrepül. Minden sikerült. Repül a rakéta!

És ismét elégedetlen voltam az eredménnyel, a rakéta mindössze 40-50 cm-re szállt fel a talajtól és kilövés után alkalmatlanná vált a további használatra.

Elkezdtem alkotni új rakéta még magasabbra képes repülni.

Minden rajzom hasznos volt számomra, csak méretre növeltem, és whatman papír lett a rakéta készítésének anyaga. A rakétám levételéhez egy speciális MRD - 0,25 motort vettem, amely egy testből és egy fúvókából áll. A ház belsejében három rekesz található, az elsőben sűrített lőpor található, ami lassan égve gázt ad a rakéta felemeléséhez. A második rekesz - a moderátort lőpor és talkum keverékével töltik meg, amikor a lőport elégetik ebben a rekeszben, a rakéta a tehetetlenség miatt még magasabbra repül. És végül a harmadik rekesz tele van porral, ami égéskor kiüti az ejtőernyőt, amit a rakétába helyeztem.

Vékony polietilénből készítettem ejtőernyőt, közönséges varrócérnákból zsinórokat. Most a rakétám képes lesz baleset nélkül leereszkedni a földre.

A fúvókán belül egy biztosítékot tettem, aminek a kapcsaira rákötöttem az akkumulátort, a motor működéséhez elektromos áram kell. Amikor a lőpor meggyullad, a kivezetések az akkumulátorral együtt maguktól válnak le.

Eljött az indítás pillanata, a rakéta be van szerelve, a terminálok csatlakoztatva vannak.

Számolunk: 5, 4, 3, 2, 1. Indítás!..... A rakéta felrepül, a fúvókából füstfelhők és tűz szöknek ki. A rakéta pillanatok alatt eléri a 20-30 méteres magasságot. Pamut,…. És az ejtőernyő átrepül a rakéta felett. A rakéta lassan leereszkedik a földre.

Eredmények és következtetések.

Következtetés:

tapasztalati úton rájöttem, hogy egy olyan rakéta makettjének elkészítése, amely rögtönzött anyagok felhasználásával képes felszállni, teljesen lehetséges;

a sugárhajtás elve a cselekvés és a reakció fizikai törvénye;

meg van győződve arról, hogy a sugárhajtás megtalálható a technikában, a természetben és a mindennapi életben.

Most, hogy ismerem a sugárhajtást, sok bajt elkerülhetek, például a csónakból a partra ugrást, fegyverrel elsütést, beleértve a zuhanyzást stb. Figyelembe fogom venni a cselekvés és a reakció törvényét.

Szóval ezt mondhatom hipotézis, amit előterjesztettem, beigazolódott: A sugárhajtás a természetben és a mindennapi életben is előfordul, és ezeknek a jelenségeknek az ismeretét felhasználva készítettem egy rakétamodellt.

Irodalom.

Galpershtein L. Ya. / Vicces fizika. / - M .: Gyermekirodalom / 1994 / 256 p.

Gyermekenciklopédia./ - M.: Nevelés. / 2007 / 405 p.

Chuyanov V. A. / Egy fiatal fizikus enciklopédikus szótára. / - M .: Pedagógia. / 2003 / 324 p.

Shablovsky V. / Szórakoztató fizika. Unalmas tankönyv./ S-P.: Trigon./ 1997. / 416 p.

http://www.mirpodelki.ru

Még a fizikát tanulmányozók körében is gyakran előfordul, hogy teljesen hamis magyarázatot hallanak egy rakéta repüléséről: azért repül, mert a benne lévő lőpor égése során keletkezett gázai taszítják a levegőből. Így gondolták régen (a rakéta régi találmány). Ha azonban egy rakétát levegőtlen térben indítanának el, az nem repülne rosszabbul, sőt jobban, mint a levegőben. Igaz ok a rakéta mozgása teljesen más. Az első márciusi forradalmár, Kibalcsics nagyon világosan és egyszerűen kijelentette ezt öngyilkos levelében az általa feltalált repülő gépről. A harci rakéták felépítését magyarázva ezt írta:

„Egy bádoghengerbe, amely az egyik alján zárt, a másikon nyitott, szorosan behelyezünk egy sűrített lőport tartalmazó hengert, amelynek tengelye mentén egy csatorna formájában üreg van. A lőpor égése ennek a csatornának a felületéről indul ki, és egy bizonyos idő alatt átterjed a préselt lőpor külső felületére; az égés során keletkező gázok minden irányba nyomást hoznak létre; de a gázok oldalnyomásai kölcsönösen kiegyenlítettek, míg a lőporos bádoghéj fenekére nehezedő nyomás ellentétes nyomással nem egyensúlyozva (mivel a gázoknak ebben az irányban van szabad kivezetése) előre tolja a rakétát.

Itt ugyanaz történik, mint amikor egy ágyút elsütnek: a lövedék előrerepül, maga az ágyú pedig visszaszorul. Emlékezzen a fegyver "visszarúgására" és általában mindenre lőfegyverek! Ha az ágyú a levegőben lógna, anélkül, hogy bármire támaszkodna, akkor kilövés után bizonyos sebességgel mozdulna vissza, ami annyiszor kisebb, mint a lövedék sebessége, hányszor könnyebb a lövedék, mint maga az ágyú. Jules Verne „Felfelé” című tudományos-fantasztikus regényében az amerikaiak még azt is tervezték, hogy egy gigantikus ágyú visszarúgásának erejét egy grandiózus vállalkozás végrehajtására – „egyenesítsék ki a Föld tengelyét” – tervezték.

A rakéta ugyanaz az ágyú, csak nem lövedékeket, hanem porgázokat lövell ki. Ugyanezen okból forog az úgynevezett „kínai kerék” is, amit valószínűleg a tűzijátékok rendezésekor csodálhattál meg: amikor a kerékre erősített csövekben a puskapor ég, a gázok egy irányba áramlanak ki, maguk a csövek (és együtt nekik a kerék) ellenkező mozgást kapnak. Lényegében ez csak egy jól ismert fizikai eszköz - a Segner kerék - módosítása.

Érdekes megjegyezni, hogy a gőzhajó feltalálása előtt volt egy mechanikus hajó projekt, amely ugyanezen a kezdeten alapult; a hajó vízkészletét egy erős nyomású szivattyú segítségével kellett volna kidobni a tatban; ennek eredményeként a hajónak előre kellett haladnia, mint azoknak a lebegő bádogdobozoknak, amelyek a kérdéses elv iskolai bizonyítására rendelkezésre állnak. fizikai irodák. Ezt a (Ramsey által javasolt) projektet nem valósították meg, de jól ismert szerepet játszott a gőzhajó feltalálásában, mivel Fultont az ötletére ösztönözte.

Azt is tudjuk, hogy a legrégebbi gőzgépet, amelyet Alexandriai Heron talált fel még a Kr.e. 2. században, ugyanezen elv szerint építették: a kazánból származó gőz egy csövön keresztül egy vízszintes tengelyre szerelt golyóba jutott be; majd kifolyva a forgattyús csövekből a gőz az ellenkező irányba lökte ezeket a csöveket, és a labda forogni kezdett.

A legrégebbi gőzgép (turbina), amelyet Alexandriai Heronnak tulajdonítottak
(Kr. e. II. század).

Sajnos a hősnő gőzturbina az ókorban csak érdekes játék maradt, hiszen a rabszolgamunka olcsósága senkit sem ösztönzött a gépek gyakorlati használatára. Magát az elvet azonban nem hagyta el a technológia: korunkban sugárturbinák építésénél használják.

Newtonnak, a cselekvés és a reakció törvényének szerzőjének tulajdonítják az egyik legkorábbi gőzautó-tervet, amely ugyanazon az elven alapul: a kerekekre helyezett kazán gőze egy irányba távozik, és maga a kazán gördül be a gőzkocsiba. ellentétes irányú a visszarúgás miatt.

Newtonnak tulajdonított gőzautó.

A rakétakocsik a kísérletekről, amelyekkel 1928-ban sokat írtak újságokban és folyóiratokban, a newtoni szekér modern változata.

A kézművesség szerelmeseinek álljon itt egy papírgőzölő rajza, amely szintén nagyon hasonlít Newton kocsijához: egy üres tojásból készült gőzkazánban, amelyet egy gyűszűben lévő alkohollal átitatott vattával melegítenek, gőz képződik; egy sugárral kiszökve az egyik irányba, az egész gőzhajót az ellenkező irányú mozgásra kényszeríti. Ennek a tanulságos játéknak az elkészítéséhez azonban nagyon ügyes kezekre van szükség.

Papírból és tojáshéjból készült játékhajó. Az üzemanyag egy gyűszűbe öntött alkohol.
A "gőzkazán" nyílásán kilépő gőz (lefújt tojás) a gőzhajót az ellenkező irányba vitorlázza.

ÖSSZOROSSZORSZÁGI GYERMEKVERSENY KÖZSÉGI SZAKADJA

TUDOMÁNYOS KUTATÁSI ÉS KREATÍV MUNKÁK

« Kutató vagyok»

Kutatómunka

Kuksa Dmitrij

tanuló 3 "A" osztály

MOU középiskola №7

Felügyelő:

Alekszejevka

Az iskolában azt mondták nekünk, hogy lesz egy „Kutató vagyok” verseny. Úgy döntöttem: „Részt veszek!” Hazajöttem, és azon kezdtem gondolkodni, hogy milyen témát válasszak. És a nagyapám, aki a rakétacsapatoknál szolgált, azt mondta: „Gyerünk, Dima, indítsunk rakétát. Amint megmondja, milyen erő mozgatja a rakétát, teljesítem ígéretemet. Tetszett ez az ötlet. És nem féltem egy ilyen feladattól. Nagyon szerettem volna látni a rakéta repülését.

Feladatokat tűztem ki

1. Tanulmányozza a rakéta szerkezetét!

2. Nézze meg, milyen erő mozgatja a rakétát

Kutatási módszerek:

Elméleti: információforrások tanulmányozása

Gyakorlati: tapasztalatok.

A vizsgálat tárgya: egy rakéta

Tanulmányi tárgy: rakéta repülés

Várható eredmény: a kutatás kitágítja a látókörömet, segít kideríteni, hogy lehet-e otthon rakétát a levegőbe emelni.

Hipotézis: Szerintem otthon készíthetsz rakétamodellt, de nem emelheted a levegőbe. Nem fog repülni.

Egy hipotézis bizonyítására vagy cáfolására először a szakirodalmat tanulmányoztam. Íme, amit megtudtam.

Az orosz "rakéta" szó innen származik német szó"rakéták". Ez pedig az olasz „rocca” szó kicsinyítő szava, ami „orsót” jelent. A rakéta olyan, mint egy orsó, éles, áramvonalas orral, amely csökkenti a légellenállást a légkörben való repülés során, és ez a rakétaburkolat (1)

2 üzemanyag tartály- a rakétakonstrukciónak ez az a része, amely üzemanyaggal látja el. Folyékony hajtóanyagú rakétáknál az üzemanyagtartály egy üzemanyagtartályra és egy oxidáló tartályra van felosztva, amely az üzemanyagtartály felett helyezkedik el, Szilárd tüzelőanyagú rakétáknál az üzemanyagtartály az égéstérhez és az üzemanyag égése során kapcsolódik maga is égéstérként működik.

3 az égésteret- az üzemanyag elégetésére és a keletkező gázok kibocsátására szolgál.

4. A rakéta mögött van stabilizátor. Úgy néz ki, mint egy nyíl tollazata vagy egy repülőgép farka. Amikor a légkörben mozog, nem engedi, hogy a rakéta egyik oldalról a másikra "lengjen".

5. És van egy lyuk a rakéta alján. hívott szórófej. Ebből a fúvókából a gázok erős sugárban távoznak. Tőlük tüzes farok marad a rakéta mögött.

Az osztályteremben felmérést végeztem a témában: miért száll fel egy rakéta.

Sok osztálytársam írta, hogy a rakéták azért szállnak fel, mert taszítják őket a földtől. Vannak, akik nagyon összetett kérdés nekik, és nem tudnak válaszolni. És a következőt tanultam meg: a mechanika harmadik törvénye szerint a testek egyenlő nagyságú és ellentétes irányú erőkkel hatnak egymásra. Egy rakétahajtóműben ez a törvény, amelyet a zseniális tudós, Isaac Newton fedezett fel, nagyon egyszerűen végrehajtható: az égési gázokat visszadobják, hogy a rakétát előremozdítsák.
A Newton-törvény könnyen ellenőrizhető például egy levegővel töltött léggömb segítségével. Ha levegőt enged ki belőle, akkor a labda mozogni kezd

Engedd el a labdát.

Megjegyzés: (bár nagyon kaotikus) az elszívott levegő irányával ellentétes irányba. Léggömb fotók:

Megpróbáltam egyenletessé tenni a labda mozgását.

Kellett egy cérna, egy koktélcső és scotch tape. Egy élmény. Kommentár: repülés hőlégballon sima lett. A léggömbből kilép a levegő, és az ellenkező irányban messzire repül a kötél mentén.

A rakétákat nagyon régen találták fel. Kínában találták fel sok száz évvel ezelőtt. A kínaiak tűzijáték készítésére használták őket.

Rakétafegyverek" href="/text/category/raketnoe_oruzhie/" rel="bookmark">rakétafegyverek. Ezek nagyon félelmetes fegyverek. A modern rakéták pontosan képesek eltalálni a több ezer kilométerre lévő célpontot. A katonai rakéták általában szilárd hajtóanyaggal rendelkeznek.

https://pandia.ru/text/80/331/images/image004_3.jpg" alt="(!LANG:MLRS Katyusha" width="216" height="141 src=">!}

Föld-levegő rakéta felszállása. rakétavető"Katyusha"

És a 20. században egy iskolai fizikatanár, Konsztantyin Eduardovics Ciolkovszkij rakétákat talált fel. új szakma. Arról álmodott, hogyan repül majd egy ember az űrbe. Bolygónkat az emberiség bölcsőjének nevezte. Azért, hogy kikászálódjunk ebből a bölcsőből, és elinduljunk befelé világűrés rakéták kellenek.

Ciolkovszkij egy folyékony hidrogénnel vagy kerozinnal működő rakétát javasolt, és bevezette a repülőgép-üzemanyag második komponensét - egy oxidálószert, amelyet folyékony oxigénnek választottak.
A jelenleg repülõ rakéták puskaporral, kerozinnal, folyékony oxigénnel és fémekkel adósok.

Az utóbbi időben többlépcsős rakétákat használnak. Több meghajtási rendszerrel (fokozattal) vannak felszerelve. Az első lépés a legnagyobb. A lépések egymás után kerülnek telepítésre. Az utolsó lépés jelentősen elérheti nagyobb magasságú mint egy egyfokozatú rakéta.
Az indítás pillanatában csak az első fokozat motorja működik, a munka befejezése után az első fokozatot leválasztják és a második fokozat motorja kezd működni, majd a harmadik.

Következtetés: Minden rakétában, mind a legkisebb kereskedelmi forgalomban gyártott vagy amatőrök által tervezett, mind a nagy rakétában, amelyek gyártása nagy erőfeszítéssel és pénzköltséggel jár, van egy közös vonás. - a sugárhajtás elvén alapulnak.

És azt mondtam a nagyapámnak: "A reaktív erő mozgatja a rakétát"

Nagyapámmal a levegőbe emeltük a rakétánkat. Szilárd tüzelőanyaggal dolgozott. Íme, mit kaptunk.

A hipotézis nem igazolódott be, mivel a rakéta a levegőbe emelkedett. Gyönyörűen emelkedett, a ház szintjén.

A vizsgálat eredményeként kiderült, hogy a rakétaindítások károsítják a Föld légkörét, mert káros gázokat bocsátanak ki.

Nagyon szerettem volna, hogy az emberek tanulmányozzák a Földet és Naprendszer, rakéták, műholdak segítségével időjárás-előrejelzést végzett és kommunikációt épített ki, de nem károsította a légkörünket. Remélem, sikerül kivizsgálnom ezt a problémát, és egyszerű, de megbízható megoldást találok.

Arra is rájöttem, hogy milyen veszélyesek lehetnek egyes anyagok és a felszállási sebesség. Úgy gondolom, hogy csak a szüleiddel szabad rakétát vagy tűzijátékot indítani. Ezeket a megfigyeléseket és tapasztalatokat az órán megosztottam a srácokkal.

1738-ban Daniel Bernoulli svájci tudós levezette a róla elnevezett. Eszerint a folyadék vagy gáz áramlási sebességének növekedésével a bennük lévő statikus nyomás csökken, és fordítva, a sebesség csökkenésével nő.

1904-ben a tudós N.E. Zsukovszkij kidolgozott egy tételt a testre ható emelőerőről egy síkkal párhuzamos gáz- vagy folyadékáramlásban. E tétel szerint a mozgó folyékony vagy gáznemű közegben elhelyezkedő testre (szárnyra) emelőerő hat, amely a közeg és a test paramétereitől függ. Zsukovszkij munkájának fő eredménye az emelési együttható volt.

emelőerő

A szárnyprofil nem szimmetrikus, felső része domborúbb, mint az alsó. Amikor a repülőgép mozog, a szárny tetejéről átáramló légáramlás sebessége nagyobb, mint az alulról áthaladó légáramlás sebessége. Ennek hatására (Bernoulli tétele szerint) a légnyomás a repülőgép szárnya alatt nagyobb lesz, mint a szárny feletti nyomás. Ezeknek a nyomásoknak a különbsége miatt emelőerő (Y) keletkezik, ami felfelé nyomja a szárnyat. Az értéke:
Y = Cy*p*V²*S/2, ahol:
- Cy – emelőerő együttható;
- p a közeg (levegő) sűrűsége kg/m³-ban;
- S - terület m²-ben;
- V – áramlási sebesség m/s-ban.

Különböző erők hatása alatt

A légtérben való mozgás során több erő:
- a hajtómű (propeller vagy sugárhajtómű) tolóereje, amely a repülőgépet előre tolja;
- hátrafelé irányuló elülső ellenállás;
- a Föld gravitációs ereje (a repülőgép súlya), lefelé irányítva;
az az emelőerő, amely a repülőgépet felfelé löki.

Az emelés és a légellenállás értéke a szárny alakjától, a támadási szögtől (az áramlás és a szárny találkozási szögétől) és a légáramlás sűrűségétől függ. Ez utóbbi viszont a levegő sebességétől és légköri nyomásától függ.

Ahogy a repülőgép felgyorsul és a sebessége nő, az emelőerő növekszik. Amint meghaladja a repülőgép tömegét, felszáll. Amikor a repülőgép vízszintesen, állandó sebességgel mozog, minden erő kiegyenlítődik, eredőjük (teljes erő) egyenlő nullával.
A szárny formáját úgy választják meg, hogy a légellenállás a lehető legkisebb legyen, és az emelőerő a lehető legnagyobb legyen. Az emelés növelhető a szárnyak sebességének és területének növelésével. Minél nagyobb a mozgás sebessége, annál kisebb lehet a szárnyak területe, és fordítva.

Kapcsolódó videók

Hasznos tanácsok

Tétel N.E. Zsukovszkij a Kutta-Zhukovszkij-tétel néven is ismert. Ez annak köszönhető, hogy az orosz tudóssal párhuzamosan Martin Kutt német tudós is foglalkozott az emelés kutatásával.

A tudósok és kutatók már Zsukovszkij tételének felfedezése előtt tudtak az emelőerő létezéséről. Természetét azonban más módon magyarázták - a levegő részecskéinek a testre gyakorolt ​​hatásának következményeként Newton elmélete szerint. Ezt szem előtt tartva még egy képletet is kidolgoztak az emelőerő kiszámítására, de ennek alkalmazása alulbecsült emelőerőt adott.

Források:

• Hidrodinamika és aerodinamika. Szárnyemelés és repülőgép repülés.
• miért repülnek a repülők

Szinte azonnal megjelenésük után a rakétákat katonai ügyekben kezdték használni. A katonai rakétatudomány fejlődése a erős komplexek ultra-nagy hatótávolságú rakétákkal felszerelt. Oroszországban az egyik leghatékonyabb rakétarendszerek Topol osztály.

A Topol és a Topol-M rakétarendszerek stratégiai cél, amelyek magukban foglalják a 15Zh58 és 15Zh65 interkontinentális ballisztikus rakétákat. Mindkét komplexum rakétái három fokozatúak, szilárd hajtóanyagú motorokkal és nukleáris robbanófejekkel felszerelt robbanófejekkel. A Topol komplexum csak mobil, a Topol-M pedig mobil és helyhez kötött (aknaalapú) változatban is létezik.

A Topol és a Topol-M rakéták működése kilövésüktől kezdve. Eddig a pontig a rakéták zárt szállító- és indítókonténerekben vannak, ami kizárja a sérülésüket, valamint a véletlen szennyeződésüket. környezet radioaktív anyagok. A mobil komplexumok rakétáinak kilövése előtt a szállító-kilövőket függőleges helyzetbe helyezik. Ez silóknál nem kötelező. A Topol osztályú komplexumok rakétáinak kilövése „mozsár kilövéssel” történik - a rakétát pornyomással kilökik a tartályból, majd a hajtóművek felgyorsítják.

A rakéta repülési útvonala három részre oszlik: aktív és légköri. Az aktív oldalon beállítják a sebességet, és kivonják a robbanófejet a légkörből. Ebben a fázisban az összes fokozat motorja egymás után kerül kidolgozásra (az üzemanyag kiégése után a szakaszt leválasztják). Ebben a szakaszban is a rakéta intenzív manőverezést hajt végre, hogy elkerülje a rakétaelhárítókat és pontosan lépjen be a pályára. A Topol-komplexum rakétáin az irányszabályozást az első szakaszra felszerelt rácsos aerodinamikai kormánylapátokkal végzik. A Topol-M rakéták minden fokozata forgó fúvókákkal van felszerelve, amelyeknek köszönhetően manőverezést hajtanak végre.

A pályaszakasz elején a robbanófejet elválasztják a rakéta utolsó fokozatától. Úgy manőverez, hogy megnehezítse az elfogást, a maximális pontosságra törekszik, és csalétkeket szór ki a rakétavédelmi rendszerek ellen. Ehhez a Topol rakéták feje egy meghajtó rendszerrel rendelkezik. A Topol-M komplexumok rakétáinak robbanófejei több tucat korrekciós hajtóművet, sok aktív és csalit tartalmaznak.

Az utolsó fázisban a robbanófejeket elválasztják a rakéták robbanófejeitől. A fejrész, a teret töredékekkel tömíti el, amelyek csaliként is funkcionálnak. Megkezdődik a pálya légköri szakasza. A robbanófejek belépnek a légkörbe, és 60-100 másodperc múlva felrobbannak a célpontok közvetlen közelében.

A légi közlekedés egyik legvonzóbb, bár drága formája a helikopter, amelyhez a repülőgépekkel ellentétben nem kell hosszú kifutópálya. A magánhelikopterek gyakori vendégek az orosz égbolton, de mielőtt az élre ülne, meg kell tanulnia kezelni ezt a bonyolult gépet.

Utasítás

Ahhoz, hogy megtanuljon legalább amatőr pilóta szinten repülni egy helikopterrel, elméleti előadásokon kell részt vennie, beleértve az aerodinamikáról, a navigációs technikákról, a repülés elvének és a helikopter eszközének ismeretét. Természetesen nem nélkülözheti a gyakorlati gyakorlatokat. A repülési előírások szerint magánpilóta-engedély megszerzéséhez állami minta 42 repült órával kell rendelkeznie. Egy ilyen bizonyítvány jogot ad arra, hogy saját szükségleteire helikoptert vezessen, azaz nem dolgozhat bérpilótaként. A bizonyítványt két évre adják ki, ezt követően a minősítő bizottsághoz benyújtott tesztekkel meghosszabbítható.

Oroszországban meglehetősen sok szervezet rendelkezik olyan engedéllyel, amely lehetővé teszi a pilóták képzését polgári repülés. A légi közlekedésre pilóták képzését végző egyetemeken és intézeteken kívül különböző repülési klubok is foglalkoznak képzéssel. Például Moszkvában 5 repülési klub és cég működik, ahol tanfolyamokon vehet részt pilótaengedély megszerzéséhez. A tanfolyam időtartama körülbelül négy hónap. A kiképzést az egyik típusú helikopteren végzik, a másikra való átképzéshez pedig körülbelül 15-20 oktatási óra szükséges.

Sajnos helikopterrepülést tanulni eléggé drága öröm. A szervezettségtől függően a teljes tanfolyam költsége 500 ezer rubeltől egy millióig változhat. Ennek az összegnek az oroszlánrészét a repülési órákért fizetik. Ennyi pénzért azonban egyes cégek számos kiegészítő szolgáltatást nyújtanak, egészen a helikopteres oktató „otthoni” rendeléséig. Ezekben a szervezetekben is vásárolhat helikoptereket személyes használat vagy bérelni.

Néha úgy tűnik, hogy az idő gyorsabban repül, mint valójában. Ráadásul az életkorral ez az érzés egyre erősebb. Magával az idő múlásával minden rendben van: az óra mutatói nem kezdtek el gyorsabban forogni, minden az Ön észlelésén múlik.

A boldog órákat ne nézd

Találkoztál egy régi barátoddal egy kávézóban, és még a felét sem volt ideje megbeszélni annak, amit akart, mivel már késő este volt, és ideje volt hazamenni. A várva várt koncerten a csoport, úgy tűnik, csak néhány szerzeményt adott elő, és máris elkezdi gyűjteni a hangszereket. Meghívta szeretteit a születésnapi partijára. Csak néhány pirítós hangzott el, és az emberek már felállnak az asztaltól. Jó hangulat felgyorsítja az időt. Az örömteli pillanatokat átélve az emberek annyira lelkesednek a történésekért, hogy nem néznek az órára, nem unatkoznak, hanem élvezik, ami történik. Az idő észrevétlenül telik, mert nem voltál képes kémkedni utána.

Rosszindulatú rutin

A szakértők egy vicces hatásra figyeltek fel: egy olyan ember számára, akinek a napjai meg vannak fosztva az élénk színektől és tele vannak rutinnal, az idő meglehetősen lassan telik. Az ilyenek a munkahelyen ülve ásíthatnak, rendszeresen az órájukra néznek, és türelmetlenül várják, hogy a mutató hatot mutasson, és már haza is lehet menni. Otthon, takarítanak vagy főznek, arról álmodoznak, hogy mindent befejeznek, és mielőbb lefekszenek. Úgy tűnik, nyúlnak a napjaik, de később, amikor visszaemlékeznek az elmúlt évre, úgy tűnik számukra, hogy az egy pillanat alatt elrepült. Az ok pontosan a monoton életben, a fontos események és az erős érzelmek hiányában rejlik: nincs mihez ragaszkodni az emlékekhez, és minden nap egy közös szürke masszává olvad össze.

Idő előre!

Sokan észreveszik, hogy az idő sebessége számukra az életkortól függően változik. Gyerekként a hónapok lassan teltek, mint a teknősbéka. Úgy tűnt, a negyed soha nem ér véget, és a három hónapos nyári vakáció egy életre szólt, ami alatt annyi érdekes dolgot lehet csinálni. Az életkorral egyre gyorsabban ment az idő: decembernek nem lesz ideje elkezdeni, ahogy jön Újév, a vakáció egy lélegzettel elrepült, a gyerekek észrevétlenül nőttek fel. A tudósok úgy vélik, hogy az idő múlásának sebességében bekövetkezett változásoknak két oka lehet. Van egy olyan verzió, amely szerint ezt az úgynevezett arányossági hatás befolyásolja, ugyanis egy tízéves gyereknél egy év az életének 10%-a, egy ötvenévesnél viszont csak 2%.

A második ok abban rejlik, hogy egy gyermek számára minden nap tele van eseményekkel. Megtanulja a világot, sok újdonság van számára, az események gyakran erős érzelmeket váltanak ki, míg a felhalmozott tapasztalatok kevésbé intenzívvé teszik az élményeket. Az észlelési különbségek miatt az a benyomásunk támad, hogy a gyerekek és a felnőttek ideje együtt folyik különböző sebességgel.

Bármely ICBM, beleértve a Topol-M-et is, sebessége 6 és 7,9 km/s között van. A Topol-M maximális távolsága 11 000 km lehet. Az ICBM deklinációja és maximális sebessége az indítás pillanatában van meghatározva, az adott céltól függ.

Amerikai rakétavédelmi rendszer a Topol-M ellen

Amikor az amerikai hadsereg egyik altábornagya bejelentette, hogy egy elfogó rakéta első kísérlete kinetikus energia, elkészült, és a tervek szerint csak a következő évtizedben helyezik üzembe, V.V. Putyin ezt kommentálta. Megjegyezte, hogy ezek a rakétavédelmi rendszerek nagyon érdekesek, csak olyan objektumok esetén hatásosak, amelyek továbbhaladnak ballisztikus röppálya. Az ICBM-ek számára ezek az elfogók azok, amik és mi nem.

A Topol-M repülési tesztjei 2005-ben véget értek. A Stratégiai Rakétaerők már megkapták a földi alapú mobil rakétarendszereket. Az Egyesült Államok igyekszik a lehető legközelebb elhelyezni lehallgató létesítményeit az Orosz Föderáció határaihoz. Úgy vélik, hogy a rakétákat a kilövés pillanatában rögzíteni kell, és még a robbanófej szétválása előtt meg kell semmisíteni.

A Topol-M három szilárd hajtóanyagú hajtómotorral rendelkezik, amelyeknek köszönhetően sokkal gyorsabban veszi fel a sebességet, mint elődei, és ezáltal sokkal kevésbé sérülékeny. Ugyanakkor ez az ICBM nemcsak vízszintes, hanem függőleges síkban is képes manőverezni, így repülése abszolút kiszámíthatatlan.

Mi az a Topol-M

A modern Topol-M ICBM manőverezhető hiperszonikus nukleáris egységgel van felszerelve. Ez cirkáló rakéta ramjet motor, amely szuperszonikus sebességre képes felgyorsítani. A következő szakaszban bekapcsolják a fenntartó hajtóművet, amely az ICBM számára cirkáló repülést biztosít, a sebesség 4-5-ször nagyobb, mint a hangsebesség. Egyszer régen az Egyesült Államok felhagyott az ilyen rakéták fejlesztésével, túl drágának ítélve őket.

Oroszország 1992-ben leállította az ultra-nagy sebességű rakéták fejlesztését, de hamarosan újrakezdte. Amikor a sajtó e rakéta kilövéséről beszélt, különös figyelmet fordítottak a robbanófej ballisztikai törvényszerűségei szempontjából szokatlan viselkedésére. Aztán azt javasolták, hogy olyan további hajtóművekkel szereljék fel, amelyek lehetővé teszik a robbanófej számára, hogy nagyon nagy sebességgel, kiszámíthatatlanul manőverezzen a légkörben.

A repülés iránya vízszintes és függőleges síkban is nagyon könnyen változott, miközben a készülék nem esett össze. Egy ilyen ICBM megsemmisítéséhez pontosan ki kell számítani a repülési pályát, de ez lehetetlen. Így óriási sebességének és manőverezhetőségének köszönhetően a Topol-M könnyen megkerülhető modern rendszerek ABM, még azok is, amelyek az Egyesült Államokban ma még csak fejlesztés alatt állnak.

Az örökbefogadotttól ballisztikus rakéták A "Topol-M" abban különbözik, hogy önmagában és az utolsó pillanatban képes megváltoztatni a repülési útvonalat. Újra célozható az ellenséges terület felett is.

A Topol-M ICBM esetében a robbanófej többszörössé tehető, három töltetet hordozva, amelyek a szétválási pont után 100 km-re találják el a célokat. A robbanófej egyes részei 30-40 másodperc után szétválnak. Egyetlen felderítő rendszer sem képes rögzíteni sem a robbanófejeket, sem szétválásuk pillanatát.

Közvetlenül azután, hogy a Föld első mesterséges műholdját 1957-ben a Szovjetunióban felbocsátották, a modellezők szerte a világon elkezdték rakétapadmodelleket építeni. Ilyen modell nem repül, hanem egyszerűen díszíti annak a helyiségnek a belsejét, amelyben fel van szerelve.