După cum știți, racheta este încă cel mai rapid transport de pe planeta Pământ. Racheta are un motor neobișnuit, care se numește motor cu reacție. Înainte ca racheta să plece în zbor, rezervoarele sale uriașe sunt umplute cu combustibil pentru rachetă. La pornire, combustibilul se aprinde, care, atunci când este ars, se transformă în gaz fierbinte. Acest gaz prin duză (duza este o gaură atât de îngustă situată în partea de jos a rachetei), cu viteză și forță mare iese.

Un jet puternic de gaz lovește într-o direcție, iar racheta zboară în direcția opusă datorită acțiunii sale respingătoare.

Toată încărcătura este situată chiar în vârful acestei rachete în mai multe etape. Top parte se inchide cu un capac special, care se numeste caren de cap. Fiecare etapă este o rachetă independentă, în interiorul căreia sunt plasate rezervoare de combustibil și motoarele în coadă.

La început este pornit cel mai jos și foarte puternic, ale cărui sarcini includ ridicarea întregii greutăți prin straturile atmosferei. Când combustibilul din el se arde complet, treapta inferioară se deconectează automat, ca element deja inutil, iar motorul celei de-a doua etape, racheta, începe să funcționeze. Racheta accelerează din ce în ce mai repede.

Și când se termină în a doua etapă de mijloc, motorul vehiculului de lansare de sus este pornit, iar treapta inferioară este, de asemenea, deconectată. În cele din urmă accelerează la primul viteza spatialași intră pe orbita pământului, unde se mișcă deja independent.

Treptele care au căzut nu sunt; de la frecarea cu atmosfera, se încălzesc în așa măsură încât se ard complet. Vehiculul de lansare în sine nava spatiala, este împărțit în două părți: vehiculul de coborâre și compartimentul instrumentelor. În vehiculul de coborâre sunt astronauți care lucrează, se odihnesc și dorm acolo.

Și în compartimentul instrumentelor există un sistem de propulsie cu frână, cu ajutorul căruia nava se întoarce pe pământ. Există și dispozitive cu ajutorul cărora astronauții efectuează cercetări.

ETAPA REGIONALĂ A CONCURSULUI PENTRU COPII ALL-RUSSIE

CERCETARE ŞTIINŢIFĂ ŞI LUCRĂRI DE CREAŢIE

„PRIMII PAȘI ÎN ȘTIINȚĂ”

Sectiunea: FIZICA

Subiect: DE CE ZBURĂ RACHETE...

Consilier științific: Kasenkova Irina Nikolaevna

Locul de muncă: MOU „Școala secundară Rozhdestvenskaya” districtul Valuysky din regiunea Belgorod

Cuprins

Avansarea ipotezei………………………………………………………………… 3

Relevanța subiectului…………………………………………………………………………….4

Scopul și obiectivele studiului…………………………………………………………….5

Partea principală…………………………………………………………………..6

Rezultate și concluzii……………………………………………………….15

Literatură……………………………………………………………………….16

Ipoteză

În pregătirea pentru ziua de naștere a surorii mele, am decorat casa baloane. Când umflam baloanele, unul dintre ele mi-a izbucnit din mâini și a zburat departe de mine în direcția opusă cu mare viteză. Mi-am pus întrebarea: ce s-a întâmplat cu mingea? Părinții au explicat că a fost propulsie cu reacție. Balonul zboară ca o rachetă?

Problemă: este posibil să se creeze un model de rachetă care poate decola folosind materiale improvizate.

Poate de multe mii de ani, privind în cer, omul s-a gândit să zboare spre stele. Stelele scânteietoare ale nopții l-au forțat să se lase dus de gând în vastele întinderi ale Universului, i-au entuziasmat imaginația, l-au făcut să se gândească la secretele creării Universului. Secolele au trecut, omul a căpătat din ce în ce mai multă putere asupra naturii, dar visul de a zbura către stele îndepărtate nu a părăsit omenirea.

Ipoteză, pe care l-am propus în cursul studiului: poate că propulsia cu reacţie are loc în natură şi Viata de zi cu zi, și voi putea crea un model de rachetă folosind cunoștințele despre aceste fenomene.

Relevanța subiectului.

Am auzit ce se spune: epoca aburului, epoca electricității, epoca radioului... Putem vorbi despre epoca rachetei? Cred că se poate, pentru că a venit acest secol.

Rachetele au câștigat ferm un loc în lumea modernă. Rachetele cu dispozitive automate de auto-înregistrare s-au ridicat deja la înălțimi mari și ne ajută să dezvăluim misterele oceanului de aer care se întinde peste Pământ.

O rachetă artificială va ajuta la verificarea și completarea a ceea ce știm despre atmosferă, pentru a ne reface cunoștințele despre altitudini mari. Racheta ridică transmițătoarele de televiziune la aceste înălțimi și vedem Pământul pe ecranele noastre de la televizor altitudine inalta, Pământ-planet.

Racheta este în serviciul vremii. Rachete meteorologice au urcat acolo unde balonul-sonda cu instrumente nu merge. Zburând pe distanțe uriașe la viteze mari, rachetele pot oferi informații despre vremea pe suprafețe mari, transmitând prin radio informații despre starea atmosferei către diverse înălțimi, în locuri diferite. Așa că rachetele ne ajută să anticipăm vremea și chiar să controlăm vremea.

În general, imaginează-ți viața societate modernă fără realizări în știința rachetelor și astronautică nu este posibil. La urma urmei, datorită explorării spațiului, astăzi tot felul de sateliți se mișcă în jurul Pământului. în diverse scopuri. Cu ajutorul sateliților științifici, oamenii de știință observă corpuri cerești. Toate acestea sunt ceea ce avem acum, iar în viitor stațiile și instalațiile științifice vor deveni mai ușoare, iar stațiile rezidențiale locuibile ale viitorului, care se rotesc în apropierea planetei, vor permite locuitorilor lor să se întoarcă adesea pe planeta lor natală și să primească oaspeți. Și dacă o parte a umanității decide să se stabilească în spațiul profund, comunicarea poate fi menținută doar prin trimiterea de semnale radio. Va trebui probabil să așteptăm până când vor exista nave interplanetare capabile să atingă viteze de peste câteva sute de mii de kilometri pe oră și cu dezvoltare modernă tehnologiile spațiale, drumul către Pământ și înapoi va dura zeci de ani. Desigur, există oameni care vor să devină coloniști ai coloniilor, care vor lua cu ei specii alese de plante și animale pe nave spațiale uriașe. Dar nu este departe ziua în care coloniile spațiale vor deveni lumi noi. Aceasta va fi epoca propulsiei cu reacție.

În cercetarea mea, voi încerca să creez un model de rachetă care să poată decola folosind materialele disponibile.

Scopul și obiectivele studiului.

Scopul studiului:

Crearea unui model de rachetă care poate decola folosind materiale improvizate.

Pentru a-mi confirma sau infirma ipoteza, mă pun înaintea mea sarcini:

1. studiază material teoretic pe această temă;

2. efectuează experimente care ilustrează propulsia cu reacție;

3. verifica experimental posibilitatea creării unui model de rachetă care poate decola folosind materiale improvizate .

Parte principală.

Studiu material teoretic pe această temă.

Propulsiunea cu reacție a fost folosită chiar și la fabricarea primelor artificii cu pulbere și rachete de semnalizare în China în secolul al X-lea. La sfârșitul secolului al XVIII-lea, trupele indiene în lupta împotriva colonialiștilor britanici au folosit rachete de luptă pe pulbere neagră de fum. ÎN armata rusă rachete cu pulbere au fost adoptate în începutul XIX secol.

În timpul Marelui Războiul Patriotic Trupele germane au folosit rachete balistice V-2, bombardând orașele britanice și belgiene. trupele sovietice Cu mare succes instalatii folosite foc de salvă„Katyusha”.

N. I. Kibalchich a fost primul care a folosit propulsia cu reacție pentru zborurile în spațiu. Dezvoltarea teoretică ulterioară a construcției de rachete aparține omului de știință rus Tsiolkovsky K.E. Lucrările sale l-au inspirat pe S.P. Korolev să creeze avioane pentru zboruri spațiale cu echipaj.

Datorită ideilor sale, pentru prima dată în lume, pe 4 octombrie 1957, au fost lansate un satelit artificial de Pământ și primul satelit artificial de Pământ cu echipaj cu un pilot-cosmonaut la bordul Yu.A. Gagarin - 12 aprilie 1961 Lansările de nave spațiale puse nouă erăîn explorarea spațiului.

Realizări moderne în astronautică

La 17 iunie 1992, Rusia și Statele Unite au încheiat un acord de cooperare în explorarea spațiului. În conformitate cu acesta, Agenția Spațială Rusă și NASA au dezvoltat un program comun Mir-Shuttle. Acest program prevedea zborurile navei spațiale americane reutilizabile Shuttle către stația spațială rusă Mir. În timpul implementării programului Mir-Shuttle, a luat naștere ideea combinării programelor naționale pentru crearea de stații orbitale. Internaţional statie spatiala, care plutește astăzi peste planetă, a devenit un compromis între Rusia și Statele Unite. ISS a început să funcționeze pe 20 noiembrie 1998 și este încă în funcțiune.

În ianuarie 2004, președintele Statelor Unite s-a adresat program nou cercetare spaţială în trei etape. Este planificată testarea noii nave spațiale Orion, care va înlocui navetele. În 2015, Orion urmează să livreze echipaj american către ISS și 5 ani mai târziu pe Lună. În viitor, astfel de zboruri vor deveni regulate, iar prima bază lunară permanentă va fi construită pe satelitul Pământului, care se va transforma într-un centru pentru expediții pe Marte și alte planete ale sistemului solar. Un zbor cu echipaj uman către Marte este programat pentru 2037. Poate ca parte a programului, o persoană va putea în sfârșit să meargă pe nisipul roșu marțian. Oamenii de știință au trimis sonde automate pe alte planete terestre - pe Marte, Mercur și Venus. Landeri au aterizat pe Marte și Venus, așa că știm deja multe despre aceste planete. Pentru a studia planetele gigantice, au fost lansate și module spațiale. Sonda spațială New Horizons este în drum spre Pluto din 2006. Oamenii de știință se așteaptă ca în 2015 să ajungă pe planetă.

Unul dintre scopurile principale ale sateliților a fost de a observa și fotografia teritorii străine. Americanii au ieșit pe primul loc în acest tip de spionaj, sateliții lor ascultă și interceptează mesajele, iar camerele și telescoapele de la bord surprind chiar și cea mai mică mișcare a trupelor. Radarele de pe sateliți văd ce se întâmplă în ocean la o adâncime de până la 100 de metri. Există și sateliți meteorologici, echipamentele de pe aceștia vă permit să preziceți destul de precis vremea cu cinci zile înainte și să avertizați populația despre apropierea vremii rea. Acești sateliți transmit informații despre starea de înnorare, temperatura solului sau cantitatea de zăpadă din munți. Sateliții pot măsura distanța și înălțimea la cel mai apropiat centimetru. Sunt folosite pentru amenajarea teritoriului, de exemplu, pentru amenajarea drumurilor. Cartografierea prin satelit este folosită și în oceanologie, ei citesc peisajul fundului, curenții, temperatura suprafeței oceanului, viteza vântului, poluarea cu petrol și stratul de gheață. De la începutul anilor 1960, sateliții artificiali de pământ au fost utilizați ca transmisii de unde radio; aceștia transmit transmisii de televiziune, comunicații telefonice și semnale informatice digitale. În 1992 a fost înființată retea mondiala sateliți orbitali (GPS), care vă permite să aflați locația oricărui obiect în mișcare sau staționar pe sol, în aer și sub apă.

Principii fizice propulsie cu reacție și dispozitiv.

R Mișcarea inactivă se bazează pe principiul acțiunii și reacției: dacă un corp acționează asupra altuia, atunci exact aceeași forță va acționa asupra lui, dar îndreptată în direcția opusă.

Modern rachetă spațială acesta este un avion foarte complex, format din sute de mii de piese. Este alcătuit dintr-o carenă, un motor și un compartiment de sarcină utilă. Cea mai mare parte a carcasei este umplută cu combustibil. Motorul este format dintr-o cameră de ardere și o duză. Duza este orificiul de evacuare pentru gazele produse în timpul arderii combustibilului. Pentru a atinge viteze cosmice mari, rachete cu mai multe etape. Când jetul de gaz reactiv este ejectat din rachetă, racheta însăși se repezi în direcția opusă, accelerând până la prima viteză spațială: 8 km/s.

Propulsie cu reacție în natură.

Deci, unde are loc propulsia cu reacție în natură? Peștii înoată, păsările zboară, animalele aleargă. Totul pare a fi foarte simplu. Indiferent cât de. Pofta de călătorie la animale nu este un capriciu, ci o necesitate severă. Dacă vrei să mănânci, poți să te miști repede. Dacă nu vrei să fii mâncat, fugi repede. Pentru a vă deplasa rapid în spațiu, trebuie să dezvoltați viteze mari.

Pentru aceasta, de exemplu, scoică - Am un motor cu reacție. Ejectează foarte repede apa din coajă și zboară pe o distanță de 10-20 de ori lungimea proprie!

Caracatiță dezvoltă viteză de până la 50 km/h și acest lucru se datorează împingerii jetului. Poate merge chiar pe uscat, pentru că. are o rezervă de apă în sân pentru acest caz. Calmar- cel mai mare locuitor nevertebrat adâncimi oceanice se deplasează după principiul propulsiei cu reacție.

Exemple de propulsie cu reacție pot fi găsite și în lumea plantelor. ÎN ţările sudice(și aici pe coasta Mării Negre) crește o plantă numită „castraveți stropiți„. Dacă atingeți doar ușor fructul, asemănător unui castravete, în timp ce acesta zboară departe de tulpină și prin orificiul format din fruct, lichidul cu semințe zboară cu o viteză de până la 10 m/s. Castraveții ei înșiși zboară în direcția opusă. Un castravete nebun lăstă (altfel numit „ doamnelor pistol"") mai mult de 12 m.

Implementarea părții practice a studiului.

eu a efectuat un experiment care demonstrează că pentru fiecare acțiune există o reacție egală și opusă. Pentru a face acest lucru, am încălzit apă într-un vas închis cu un dop, care era suspendat pe fire, până la fierbere și am văzut cum, atunci când dopul a zburat, vasul a zburat în direcția opusă.

Această experiență dovedește valabilitatea regulii egalității acțiunilor și reacțiilor. Dacă aburul acționează asupra plută, atunci dopul acționează asupra aburului din interior reversul, iar aburul transferă această rezistență în eprubetă.

Apoi, am făcut o mașină de lansare cu aer și am testat-o ​​în acțiune. Această jucărie este o mașină cu o minge de cauciuc umflată atașată la ea.

P
a lăsat jucăria pe marginea mesei și i-a dat drumul.

Jucăria intră în mișcare datorită energiei aerului ejectat. De asemenea, m-am asigurat că, cu cât este pompat mai mult aer în balon, cu atât mașina se mișcă mai departe. Astfel am construit un model al celui mai simplu motor cu reacție.

H oh, mișcarea pe care am văzut-o, deși este un exemplu de propulsie cu reacție, nu semăna puțin cu lansarea rachetei și cu mișcarea pe care le-am văzut la televizor. Și apoi am început să creez un model de rachetă, pentru asta am folosit desene dintr-o enciclopedie pentru copii. Pentru ca o rachetă să decoleze mai sus, trebuie să fie cât mai ușoară. Prin urmare, materialul pentru realizarea modelelor de rachete este hârtie de imprimantă.

ÎN
Am folosit un borcan de plastic ca rezervor de combustibil. Și modelul de rachetă era gata!

A sosit momentul să lansăm racheta.

ÎN
Am folosit un amestec de Coca-Cola și Mentos pentru combustibil. Mentos are o suprafață poroasă care creează multe centre pentru eliberarea dioxidului de carbon dizolvat în băuturile carbogazoase. Alte ingrediente care joacă un rol în reacția în lanț sunt aspartamul (un înlocuitor de zahăr), benzoatul de sodiu (un conservant) și cofeina în Coca-Cola și gelatina în Mentos. Aceste ingrediente funcționează bine împreună și atunci când sunt amestecate împreună în număr mare centrii de eliberare a gazelor, începe o reacție violentă, care eliberează imediat tot dioxidul de carbon, sub acțiunea unui jet de scăpare din care decolează racheta noastră.

P
facem o numărătoare inversă: 5, 4, 3, 2, 1, începe!... Și racheta noastră zboară în sus. Totul a mers. Racheta zboară!

Și din nou, am fost nemulțumit de rezultat, racheta a decolat la doar 40-50 cm de sol și după lansare a devenit nepotrivită pentru utilizare ulterioară.

Am început să creez noua racheta capabil să zboare și mai sus.

Toate desenele mi-au fost utile, le-am mărit doar în dimensiune, iar hârtia Whatman a devenit materialul pentru realizarea rachetei. Pentru a-mi scoate racheta, mi-am cumpărat un motor special MRD - 0,25, care constă dintr-un corp și o duză. În interiorul carcasei sunt trei compartimente, în primul fiind praf de pușcă comprimat, care, ardând încet, dă gaz pentru a ridica racheta. Al doilea compartiment - moderatorul este umplut cu un amestec de praf de pușcă și talc, când praful de pușcă este ars în acest compartiment, racheta zboară și mai sus din cauza inerției. Și, în sfârșit, cel de-al treilea compartiment este umplut cu pulbere liberă, care, atunci când este arsă, dobândește parașuta, pe care am pus-o în interiorul rachetei.

Am făcut o parașută din polietilenă subțire și linii din fire de cusut obișnuite. Acum racheta mea va putea coborî la pământ fără accidente.

În interiorul duzei am pus o siguranță la bornele căreia am conectat bateria, pentru ca motorul să intre în acțiune este necesar electricitate. Când praful de pușcă se aprinde, bornele împreună cu bateria se vor deconecta de la sine.

A venit momentul lansării, racheta este instalată, terminalele sunt conectate.

Numărăm: 5, 4, 3, 2, 1. Începe!..... Racheta zboară în sus, nori de fum și foc ies din duză. În câteva secunde, racheta atinge o înălțime de 20-30 de metri. Bumbac,…. Și parașuta zboară peste rachetă. Racheta coboară încet la pământ.

Rezultate și concluzii.

Concluzie:

empiric, am aflat că crearea unui model de rachetă care poate decola folosind materiale improvizate este foarte posibilă;

principiul propulsiei cu reacție este legea fizică a acțiunii și reacției;

convins că propulsia cu reacție se găsește în tehnologie, natură și viața de zi cu zi.

Acum, știind despre propulsia cu reacție, pot evita multe necazuri, de exemplu, săritul de pe o barcă la țărm, tragerea cu pistolul, inclusiv dușul etc. Voi ține cont de legea acțiunii și reacției.

Deci pot spune asta ipoteză, ce am propus a fost confirmat: propulsia cu reacție are loc în natură și în viața de zi cu zi și am creat un model de rachetă folosind cunoștințele despre aceste fenomene.

Literatură.

Galpershtein L. Ya. / Fizica amuzantă. / - M .: Literatură pentru copii / 1994 / 256 p.

Enciclopedia copiilor./ - M.: Educaţie. / 2007 / 405 p.

Chuyanov V.A. / Dicţionar enciclopedic tânăr fizician./ - M .: Pedagogie./ 2003 / 324 p.

Shablovsky V. / Fizica distractivă. Manual plictisitor./ S-P.: Trigon./ 1997. / 416 p.

http://www.mirpodelki.ru

Chiar și printre oamenii care au studiat fizica, se întâmplă adesea să audă o explicație complet falsă a zborului unei rachete: zboară pentru că este respinsă de gazele sale, formate în timpul arderii prafului de pușcă în ea, din aer. Așa credeau pe vremuri (rachetele sunt o invenție veche). Cu toate acestea, dacă o rachetă ar fi lansată într-un spațiu fără aer, ea nu ar zbura mai rău și chiar mai bine decât în ​​aer. Motivul adevărat mișcarea rachetei este complet diferită. Revoluționarul din Primul Martie, Kibalcici, a afirmat-o foarte clar și simplu în nota sa de sinucidere despre mașina zburătoare pe care a inventat-o. Explicând structura rachetelor de luptă, el a scris:

„Într-un cilindru de tablă, închis la o bază și deschis la cealaltă, se introduce etanș un cilindru de praf de pușcă comprimat, având un gol sub formă de canal de-a lungul axei. Arderea prafului de pușcă începe de la suprafața acestui canal și se extinde pe o anumită perioadă de timp până la suprafata exterioara praf de pușcă presat; gazele formate în timpul arderii produc presiune în toate direcțiile; dar presiunile laterale ale gazelor se echilibrează reciproc, în timp ce presiunea de pe fundul carcasei de tablă de praf de pușcă, neechilibrată de presiunea opusă (deoarece gazele au o ieșire liberă în această direcție), împinge racheta înainte.

Aici se întâmplă același lucru ca și când se trage un tun: proiectilul zboară înainte, iar tunul însuși este respins înapoi. Amintiți-vă de „recul” al pistolului și totul în general arme de foc! Dacă tunul ar atârna în aer, fără să se sprijine de nimic, după tragere s-ar întoarce înapoi cu o anumită viteză, care este de atâtea ori mai mică decât viteza proiectilului, de câte ori proiectilul este mai ușor decât tunul în sine. În romanul științifico-fantastic al lui Jules Verne „Upside Down”, americanii plănuiau chiar să folosească forța de recul a unui tun gigantic pentru a duce la îndeplinire o întreprindere grandioasă – „îndreptarea axei pământului”.

O rachetă este același tun, doar că nu aruncă obuze, ci gaze pulbere. Din același motiv, se rotește și așa-numita „roată chineză”, pe care probabil s-a întâmplat să o admirați când faceți artificii: când praful de pușcă arde în tuburile atașate la roată, gazele curg într-o direcție, tuburile în sine (și cu ei roata) obține mișcarea opusă. În esență, aceasta este doar o modificare a unui dispozitiv fizic binecunoscut - roata Segner.

Este interesant de observat că înainte de invenția bărcii cu aburi, a existat un proiect pentru un vas mecanic bazat pe același început; alimentarea cu apă a navei trebuia să fie aruncată folosind o pompă puternică de presiune în pupa; ca urmare, nava a trebuit să avanseze, ca acele conserve plutitoare care sunt disponibile pentru a demonstra principiul în cauză la școală birouri fizice. Acest proiect (propus de Ramsey) nu a fost realizat, dar el a jucat un rol binecunoscut în inventarea bărcii cu aburi, deoarece l-a îndemnat pe Fulton la ideea sa.

Mai știm că cea mai veche mașină cu abur, inventată de Heron din Alexandria încă din secolul al II-lea î.Hr., a fost construită după același principiu: aburul din cazan venea printr-un tub într-o bilă montată pe o axă orizontală; apoi curgând din tuburile cu manivelă, aburul a împins aceste tuburi în direcția opusă, iar bila a început să se rotească.

Cel mai vechi motor cu abur (turbină) atribuit lui Heron din Alexandria
(secolul II î.Hr.).

Din păcate, turbina cu abur eroină în antichitate a rămas doar o jucărie curioasă, deoarece ieftinitatea muncii sclavilor nu a încurajat pe nimeni la utilizarea practică a mașinilor. Dar principiul în sine nu a fost abandonat de tehnologie: în vremea noastră este folosit în construcția de turbine cu reacție.

Newton, autorul legii acțiunii și reacției, este creditat cu unul dintre cele mai vechi modele pentru o mașină cu abur, bazată pe același principiu: aburul dintr-un cazan pus pe roți scapă într-o direcție, iar cazanul însuși se rostogolește în sens invers din cauza reculului.

mașină cu aburi atribuit lui Newton.

Mașinile-rachetă, despre experimentele cu care în 1928 scriau mult în ziare și reviste, sunt o modificare modernă a căruciorului newtonian.

Pentru iubitorii de măiestrie, iată un desen al unui abur de hârtie, de asemenea foarte asemănător cu căruciorul lui Newton: într-un cazan de abur dintr-un ou gol, încălzit de o vată înmuiată în alcool într-un degetar, se formează abur; scăpând într-un jet într-o direcție, forțează întregul vapor cu aburi să se miște în direcția opusă. Pentru construirea acestei jucării instructive, totuși, sunt necesare mâini foarte pricepute.

Barcă de jucărie din hârtie și coji de ouă. Combustibilul este alcool turnat într-un degetar.
Aburul care iese din deschiderea „cazanului de abur” (un ou suflat) face ca vaporul să navigheze în direcția opusă.

ETAPA MUNICIPALĂ A CONCURSULUI PENTRU COPII ALL-RUSSIE

CERCETARE ŞTIINŢIFĂ ŞI LUCRĂRI DE CREAŢIE

« Sunt cercetător»

Cercetare

Kuksa Dmitri

elev 3 clasa „A”.

MOU scoala gimnaziala №7

supraveghetor:

Alekseevka

Ni s-a spus la școală că va fi un concurs numit „Sunt cercetător”. Am decis: „Voi participa!” Am venit acasă și am început să mă gândesc ce subiect ar trebui să aleg. Și bunicul, care a slujit în trupe de rachete, a spus: „Hai, Dima, hai să lansăm o rachetă. De îndată ce îmi spui ce forță face să se miște racheta, îmi voi îndeplini promisiunea. Mi-a plăcut această idee. Și nu mi-a fost frică de o astfel de sarcină. Îmi doream foarte mult să văd zborul rachetei.

Am stabilit sarcini

1. Studiați structura rachetei

2. Aflați ce forță face să se miște racheta

Metode de cercetare:

Teoretic: studiul surselor de informare

Practic: experiențe.

Obiectul de studiu este: o rachetă

Subiect de studiu: zbor cu rachete

Rezultat asteptat: cercetarea îmi va extinde orizonturile, mă va ajuta să aflu dacă este posibil să ridic o rachetă în aer acasă.

Ipoteză: Cred că poți face un model de rachetă acasă, dar nu o poți ridica în aer. Ea nu va zbura.

Pentru a dovedi sau infirma o ipoteză, am studiat mai întâi literatura. Iată ce am aflat.

Cuvântul rusesc „rachetă” provine din cuvânt german„rachete”. Și acesta este un diminutiv al cuvântului italian „rocca”, care înseamnă „fus”. Racheta este ca un fus cu un nas ascuțit și aerodinamic pentru a reduce rezistența aerului atunci când zboară în atmosferă și acesta este carenarea rachetei (1)

2 rezervor de combustibil- aceasta este partea din designul rachetei care îi asigură combustibil. Pentru rachetele cu combustibil lichid, rezervorul de combustibil este împărțit într-un rezervor de combustibil și un rezervor de oxidant, care este situat deasupra rezervorului de combustibil. Pentru rachetele cu combustibil solid, rezervorul de combustibil este conectat la camera de ardere și în timpul arderii combustibilului. el însuși acționează ca o cameră de ardere.

3 camera de ardere- servește la arderea combustibilului și la emisia gazelor formate.

4. În spatele rachetei are stabilizator. Arată ca penajul unei săgeți sau coada unui avion. Când se mișcă în atmosferă, nu permite rachetei să se „metoare” dintr-o parte în alta.

5. Și există o gaură în partea de jos a rachetei. numit duză. Din această duză, gazele scapă într-un jet puternic. De la ei rămâne o coadă de foc în spatele rachetei.

Am realizat un sondaj în clasă pe tema: de ce decolează o rachetă.

Mulți dintre colegii mei de clasă au scris că rachetele decolează pentru că sunt respinse de la sol. Unele sunt foarte problemă complexă pentru ei și nu pot răspunde. Și iată ce am învățat: conform celei de-a treia legi a mecanicii, corpurile acționează unul asupra celuilalt cu forțe egale ca mărime și opuse ca direcție. Într-un motor de rachetă, această lege, descoperită de genialul om de știință Isaac Newton, se realizează foarte simplu: gazele de ardere sunt aruncate înapoi pentru a face racheta să avanseze.
Legea lui Newton poate fi verificată cu ușurință, de exemplu, folosind un balon umplut cu aer. Dacă eliberați aer din el, atunci mingea va începe să se miște

Eliberează mingea.

Comentariu: (deși foarte haotic) în direcția opusă direcției aerului evacuat. Fotografii cu balon:

Am încercat să stabilesc mișcarea mingii.

Aveam nevoie de un fir, un tub de cocktail și bandă scotch. Experienţă. Comentariu: zbor balon cu aer cald devenit neted. Aerul iese din balon și zboară departe de-a lungul frânghiei în direcția opusă.

Rachetele au fost inventate cu mult timp în urmă. Au fost inventate în China cu multe sute de ani în urmă. Chinezii le foloseau pentru a face artificii.

Arme-rachetă" href="/text/category/raketnoe_oruzhie/" rel="bookmark">arme cu rachete. Acestea sunt arme foarte formidabile. Rachetele moderne pot lovi cu precizie o țintă aflată la mii de kilometri distanță. Rachetele militare au de obicei motoare cu propulsie solidă.

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

Decolarea unei rachete sol-aer. lansator de rachete"Katyusha"

Și în secolul al XX-lea, un profesor de fizică școlar Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky a inventat rachete noua profesie. A visat cum va zbura un om în spațiu. El a numit planeta noastră leagănul omenirii. Pentru a ieși din acest leagăn și a începe să mergi în spațiul cosmicși au nevoie de rachete.

Tsiolkovsky a propus o rachetă care funcționează cu hidrogen lichid sau kerosen și a introdus a doua componentă a combustibilului pentru reacție - un oxidant, care a fost ales ca oxigen lichid.
Rachetele care zboară în prezent sunt datorate prafului de pușcă, kerosenului, oxigenului lichid și metalelor.

Recent, au fost folosite rachete cu mai multe etape. Sunt echipate cu mai multe sisteme de propulsie (etape). Primul pas este cel mai mare. Pașii sunt instalați succesiv unul după altul. Ultimul pas poate ajunge semnificativ înălțime mai mare decât o rachetă cu o singură treaptă.
În momentul lansării funcționează doar motorul din prima etapă, după terminarea lucrărilor, prima treaptă este separată și motorul din etapa a doua începe să funcționeze, apoi al treilea.

Concluzie: Toate rachetele, ca cele mai mici productie industriala sau proiectate de amatori, iar cele mari, a căror fabricare este asociată cu cheltuieli mari de efort și bani, au un lucru în comun - se bazează pe principiul propulsiei cu reacţie.

Și i-am spus bunicului meu: „Puterea reactivă face ca racheta să se miște”

Ne-am ridicat racheta în aer împreună cu bunicul meu. Era pe combustibil solid. Iată ce avem.

Ipoteza nu a fost confirmată, deoarece racheta a decolat în aer. Frumos trandafir, la nivelul casei.

În urma studiului, s-a constatat că lansările de rachete dăunează atmosferei planetei Pământ, deoarece emit gaze nocive.

Îmi doream foarte mult ca oamenii să studieze pământul și sistem solar, a efectuat prognoze meteo și a stabilit comunicații cu ajutorul rachetelor, sateliților, dar nu a afectat atmosfera noastră. Sper că voi putea investiga această problemă și voi găsi o soluție simplă, dar de încredere.

Mi-am dat seama și cât de periculoase pot fi unele substanțe și viteza de decolare. Cred că ar trebui să lansezi doar o rachetă sau artificii împreună cu părinții tăi. Am împărtășit aceste observații și experiențe în clasă cu băieții.

În 1738, savantul elvețian Daniel Bernoulli a dedus, numit după el. În conformitate cu aceasta, cu o creștere a debitului unui lichid sau gaz, presiunea statică în ele scade și invers, cu o scădere a vitezei, crește.

În 1904, savantul N.E. Jukovski a dezvoltat o teoremă asupra forței de ridicare care acționează asupra unui corp într-un flux plan-paralel de gaz sau lichid. Conform acestei teoreme, un corp (aripă) situat într-un mediu lichid sau gazos în mișcare este supus unei forțe de ridicare, care depinde de parametrii mediului și ai corpului. Principalul rezultat al lucrării lui Jukovski a fost coeficientul de ridicare.

forta de ridicare

Profilul aripii nu este simetric, partea superioară este mai convexă decât cea inferioară. Când aeronava se mișcă, viteza fluxului de aer care trece din partea de sus a aripii este mai mare decât viteza fluxului care trece de jos. Ca urmare a acestui fapt (conform teoremei lui Bernoulli), presiunea aerului de sub aripa aeronavei devine mai mare decât presiunea de deasupra aripii. Din cauza diferenței dintre aceste presiuni, apare o forță de ridicare (Y), împingând aripa în sus. Valoarea sa este:
Y = Cy*p*V²*S/2, unde:
- Cy – coeficientul forței de ridicare;
- p este densitatea mediului (aerului) în kg/m³;
- S - suprafata in m²;
- V – viteza curgerii în m/s.

Sub influența diferitelor forțe

La deplasarea în spațiul aerian, mai multe forțe:
- forta de tractiune a motorului (elice sau jet), impingand aeronava inainte;
- rezistenta frontala indreptata inapoi;
- forța de gravitație a Pământului (greutatea aeronavei), îndreptată în jos;
este forța de sustentație care împinge aeronava în sus.

Valoarea portanței și rezistenței depinde de forma aripii, unghiul de atac (unghiul la care curgerea se întâlnește cu aripa) și densitatea fluxului de aer. Acesta din urmă, la rândul său, depinde de viteza și presiunea atmosferică a aerului.

Pe măsură ce aeronava accelerează și viteza ei crește, forța de ridicare crește. De îndată ce depășește greutatea aeronavei, decolează. Când aeronava se mișcă orizontal cu o viteză constantă, toate forțele sunt echilibrate, rezultanta lor (forța totală) este egală cu zero.
Forma aripii este selectată astfel încât rezistența să fie cât mai mică posibil, iar forța de ridicare să fie cât mai mare posibil. Ridicarea poate fi crescută prin creșterea vitezei și a suprafeței aripilor. Cu cât viteza de mișcare este mai mare, cu atât aria aripilor poate fi mai mică și invers.

Videoclipuri asemănătoare

Sfaturi utile

Teorema N.E. Jukovski este cunoscut și sub numele de teorema Kutta-Zhukovskii. Acest lucru se datorează faptului că, în paralel cu omul de știință rus, omul de știință german Martin Kutt a fost implicat și în cercetări privind studiul liftului.

Oamenii de știință și cercetătorii știau despre existența forței de ridicare chiar înainte de descoperirea teoremei lui Jukovski. Cu toate acestea, natura sa a fost explicată într-un mod diferit - ca o consecință a impactului particulelor de aer asupra corpului conform teoriei lui Newton. Având în vedere acest lucru, a fost elaborată chiar și o formulă pentru calcularea forței de ridicare, dar utilizarea acesteia a dat o valoare subestimată a forței de ridicare.

Surse:

• Hidrodinamica si aerodinamica. Ridicarea aripii și zborul cu avionul.
• de ce zboară avioanele

Aproape imediat după apariția lor, rachetele au început să fie folosite în afacerile militare. Evoluția în știința rachetelor militare a dus la apariția complexe puternice echipat cu rachete cu rază ultra-lungă. În Rusia, una dintre cele mai eficiente sunt sisteme de rachete clasa Topol.

Topol și Topol-M sunt sisteme de rachete scop strategic, care includ rachete balistice intercontinentale 15Zh58 și, respectiv, 15Zh65. Rachetele ambelor complexe au trei trepte cu motoare cu combustibil solid și focoase echipate cu focoase nucleare. Complexul Topol există doar în versiunea mobilă, iar Topol-M atât în ​​versiunea mobilă, cât și în cea staționară (pe bază de mine).

Funcționarea rachetelor Topol și Topol-M de la lansarea lor. Până în acest moment, rachetele se află în containere de transport și lansare sigilate, ceea ce exclude deteriorarea acestora, precum și contaminarea accidentală. mediu inconjurator materiale radioactive. Înainte de lansarea rachetelor complexelor mobile, lansatoarele de transport sunt transferate într-o poziție verticală. Acest lucru nu este necesar pentru silozuri. Lansarea rachetelor din complexele clasei Topol se realizează prin intermediul unei „lansări de mortar” - racheta este aruncată din container prin presiunea pulberii, după care este accelerată de motoare.

Calea de zbor al rachetei este împărțită în trei secțiuni: activă și atmosferică. Pe locul activ, viteza este setată și focosul este retras din atmosferă. În această fază, motoarele tuturor etapelor sunt prelucrate secvenţial (după ce combustibilul se arde, etapa este separată). De asemenea, pe această etapă racheta efectuează manevre intensive pentru a se sustrage antirachete și a intra cu precizie în traiectorie. Pe rachetele din complexul Topol, controlul cursului se realizează folosind cârme aerodinamice cu zăbrele instalate pe prima treaptă. Toate etapele rachetelor Topol-M sunt echipate cu duze rotative, datorită cărora se efectuează manevrarea.

La începutul secțiunii de traiectorie, focosul este separat de ultima etapă a rachetei. Manevrează pentru a face dificilă interceptarea, vizează cea mai precisă și, de asemenea, împrăștie momeli pentru a contracara sistemele apărare antirachetă. Pentru a face acest lucru, șeful rachetelor Topol are un sistem de propulsie. Focoasele rachetelor complexelor Topol-M conțin câteva zeci de motoare de corecție, multe active și momeli.

În faza finală, focoasele sunt separate de focoasele rachetelor. Partea capului, înfunda spațiul cu fragmente, care acționează și ca momeli. Începe secțiunea atmosferică a traiectoriei. Ogioasele pătrund în atmosferă și după 60-100 de secunde explodează în imediata apropiere a țintelor.

Una dintre cele mai atractive, deși costisitoare, forme de transport aerian este elicopterul, care, spre deosebire de avion, nu are nevoie de o pistă lungă. Elicopterele private devin oaspeți frecventi cerul rusesc, totuși, înainte de a sta la cârmă, trebuie să înveți cum să operezi această mașină complexă.

Instruire

Pentru a învăța cum să pilotați un elicopter cel puțin la nivelul unui pilot amator, trebuie să urmați un curs de prelegeri teoretice, inclusiv prelegeri despre aerodinamică, tehnici de navigație, familiaritate cu principiul zborului și dispozitivul unui elicopter. Desigur, nu se poate lipsi exercitii practice. Conform reglementărilor aviatice, pentru a obține o licență de pilot privat eșantion de stat trebuie să ai 42 de ore de zbor. Un astfel de certificat vă va oferi dreptul de a pilota un elicopter pentru propriile nevoi, adică nu veți putea lucra ca pilot pentru angajare. Adeverința se eliberează pe o perioadă de doi ani, după care poate fi prelungită prin depunerea de teste la comisia de calificare.

În Rusia, destul de multe organizații au licențe care permit pregătirea piloților aviatie Civila. Pe lângă universități și institute care pregătesc piloți pentru transportul aerian, diferite cluburi de aviație sunt angajate în formare. De exemplu, la Moscova există 5 cluburi și firme de aviație unde puteți urma cursuri pentru obținerea licenței de pilot. Durata cursului este de aproximativ patru luni. Antrenamentul se desfășoară pe un tip de elicopter, iar pentru recalificarea pentru altul vor fi necesare aproximativ 15-20 de ore de pregătire.

Din păcate, să înveți cum să zbori cu un elicopter este destul de des plăcere scumpă. În funcție de nivelul de organizare, costul unui curs complet poate varia de la 500 de mii de ruble la un milion. Partea leului din această sumă va fi plătită pentru orele de zbor. Cu toate acestea, pentru astfel de bani, unele companii oferă o serie de servicii suplimentare, până la comanda unui instructor cu un elicopter „acasă”. De asemenea, în aceste organizații puteți cumpăra elicoptere uz personal sau inchiriere.

Uneori pare că timpul zboară mai repede decât este în realitate. Mai mult, odată cu vârsta, acest sentiment devine din ce în ce mai puternic. Odată cu trecerea timpului în sine, totul este în ordine: acționările ceasului nu au început să se rotească mai repede, totul ține de percepția ta.

Happy hours nu priviți

Te-ai întâlnit cu un vechi prieten într-o cafenea și nu ai avut timp să discuti nici măcar jumătate din ceea ce ți-ai dorit, pentru că era deja seara târziu și era timpul să pleci acasă. La concertul mult așteptat, grupul, se pare, a interpretat doar câteva compoziții și începe deja să colecteze instrumente. Ai invitat pe cei dragi la petrecerea ta de naștere. Au fost doar câteva toasturi, iar oamenii deja se ridică de la masă. Bună dispoziție accelerează timpul. Trăind momente vesele, oamenii sunt atât de pasionați de ceea ce se întâmplă, încât nu se uită la ceas, nu se plictisesc, ci se bucură de ceea ce se întâmplă. Timpul trece pur și simplu neobservat, pentru că nu erai pregătit să-l spioni.

Rutină rău intenționată

Experții au observat un efect amuzant: pentru o persoană ale cărei zile sunt private culori deschiseși plin de rutină, timpul curge destul de încet. Astfel de oameni, așezați la locul de muncă, pot căsca, uitându-se în mod regulat la ceasurile lor și așteptând cu nerăbdare ca mâinile să arate șase și va fi posibil să plece acasă. Acasă, ei, făcând curățenie sau gătit, visează să termine totul și să se culce cât mai repede. Se pare că zilele lor se întind, dar mai târziu, când își vor aminti de anul trecut, li se va părea că a zburat într-o clipă. Motivul este tocmai în viața monotonă și absența evenimente importanteși emoții puternice: memoria nu are de ce să se agațe și toate zilele se contopesc într-o masă cenușie comună.

Timp înainte!

Mulți oameni observă că viteza timpului pentru ei se schimbă în funcție de vârsta lor. În copilărie, lunile se târau ca o țestoasă încet. Părea că trimestrul nu se va termina niciodată, iar cele trei luni de vacanță de vară au fost o viață întreagă, timp în care poți face atâtea lucruri interesante. Odată cu vârsta, timpul a trecut din ce în ce mai repede: decembrie nu va avea timp să înceapă, așa cum vine Anul Nou, vacanța a zburat dintr-o suflare, copiii au crescut pe nesimțite. Oamenii de știință cred că aceste schimbări în viteza trecerii timpului pot fi două motive. Există o versiune că acest lucru este influențat de așa-numitul efect de proporționalitate, deoarece pentru un copil de zece ani, un an reprezintă 10% din viața lui, dar pentru o persoană de cincizeci de ani - doar 2%.

Al doilea motiv constă în faptul că pentru un copil fiecare zi este plină de evenimente. Învață lumea, multe sunt noi pentru el, evenimentele provoacă adesea emoții puternice, în timp ce experiența acumulată face experiențele mai puțin intense. Din cauza acestei diferențe de percepție, avem impresia că timpul pentru copii și adulți curge cu viteză diferită.

Orice ICBM, inclusiv Topol-M, are o viteză cuprinsă între 6 și 7,9 km/s. Distanța maximă la care Topol-M poate atinge ținte este de 11.000 km. Declinația și viteza maximă a ICBM sunt determinate în momentul lansării, depind de ținta dată.

Sistemul american de apărare antirachetă împotriva Topol-M

Când un general locotenent al Armatei SUA a anunțat că primul test al unei rachete interceptoare alimentat de energie kinetică, finalizate, iar acestea sunt planificate a fi date în exploatare abia în următorul deceniu, V.V. Putin a comentat acest lucru. El a observat că aceste sisteme de apărare antirachetă sunt foarte interesante, eficiente doar pentru obiectele care se deplasează traiectorie balistică. Pentru ICBM, acești interceptori sunt ceea ce sunt și ceea ce nu sunt.

Testele de zbor ale Topol-M s-au încheiat în 2005. Forțele strategice de rachete au primit deja sisteme mobile de rachete la sol. Statele Unite încearcă să-și plaseze instalațiile de interceptare cât mai aproape de granițele Federației Ruse. Ei cred că rachetele ar trebui reparate în momentul lansării și distruse chiar înainte ca focosul să se separe.

Topol-M are trei motoare de propulsie cu propulsie solidă, datorită cărora crește viteză mult mai rapid decât predecesorii săi, ceea ce îl face mult mai puțin vulnerabil. În același timp, acest ICBM poate manevra nu numai în plan orizontal, ci și în cel vertical, astfel încât zborul său este absolut imprevizibil.

Ce este Topol-M

Modernul ICBM Topol-M este echipat cu o unitate nucleară hipersonică manevrabilă. Acest rachetă de croazieră direct prin motor turboreactor, care este capabil să-l accelereze la viteză supersonică. În următoarea etapă, motorul de susținere este pornit, ceea ce oferă ICBM un zbor de croazieră, viteza este de 4 sau 5 ori mai mare decât viteza sunetului. Cândva, Statele Unite au abandonat dezvoltarea unor astfel de rachete, considerându-le prea scumpe.

Rusia a încetat să mai dezvolte rachete de ultra mare viteză în 1992, dar a reluat-o curând. Când presa a discutat despre lansarea acestei rachete, atunci Atentie speciala a fost atras de comportamentul neobișnuit al focosului în ceea ce privește legile balisticii. Apoi s-a sugerat că este echipat cu motoare suplimentare care permit focosului să manevreze imprevizibil în atmosferă la viteză foarte mare.

Direcția de zbor, atât în ​​plan orizontal, cât și în cel vertical, s-a schimbat foarte ușor, în timp ce dispozitivul nu s-a prăbușit. Pentru a distruge un astfel de ICBM, este necesar să se calculeze cu precizie traiectoria zborului său, dar acest lucru este imposibil de făcut. Astfel, datorită vitezei și manevrabilității sale enorme, Topol-M este capabil să ocolească cu ușurință sisteme moderne ABM, chiar și cele pe care Statele Unite sunt doar în dezvoltare astăzi.

Din adoptat rachete balistice„Topol-M” este diferit prin faptul că poate schimba calea de zbor de la sine și în ultimul moment. De asemenea, poate fi redirecționat asupra teritoriului inamic.

Pentru ICBM Topol-M, focosul poate fi realizat multiplu, purtând trei încărcături care vor atinge ținte la 100 km după punctul de separare. Părți ale focoasei sunt separate după 30-40 de secunde. Niciun sistem de recunoaștere nu este capabil să repare focoase sau momentul separării lor.

Imediat după lansarea primului satelit artificial de Pământ în 1957 în URSS, modelerii din întreaga lume au început să construiască modele de rachete. Astfel de model nu zboară, ci pur și simplu decorează interiorul camerei în care este instalat.