Моу «сош с. Зубовка» Масаева Алисат (9класс), Мельшина В. Г 2011 год

1. 
   На пороге космической эры
   
2. 
   Реактивное движение
   
3. 
   Уравнения Мещерского и Циолковского
   
4. 
   Реактивный двигатель. Классы реактивных двигателей
   
5. 
   Применение реактивных двигателей
   
6. 
   Реактивные двигатели и окружающая среда
   
7. 
   Заключение
   

1. 
   На пороге космической эры
   

2. 
   Реактивное движение
   

3. 
   Уравнения Мещерского и Циолковского
   

Доказательство

Уравнение Мещерского

Формула Циолковского

• 
  Проанализируем полученное выражение. Мы видим, что скорость ракеты тем больше, чем больше скорость выбрасываемых газов и чем больше отношение массы рабочего тела (т. е. массы топлива) к конечной ("сухой") массе ракеты.
  
• 
  Формула Мещерского является приближенной. В ней не учитывается, что по мере сгорания топлива масса летящей ракеты становится все меньше и меньше. Точная формула для скорости ракеты впервые была получена в 1897 г. К. Э. Циолковским и потому носит его имя.
  
• 
  Формула Циолковского позволяет рассчитать запасы топлива, необходимые для сообщения ракете заданной скорости.
  
• 
  Для сообщения ракете скорости, превышающей скорость истечения газов в 4 раза (V_p=16 км/с), необходимо, чтобы начальная масса ракеты (вместе с топливом) превосходила конечную ("сухую") массу ракеты в 55 раз (m₀/m = 55). Это означает, что львиную долю от всей массы ракеты на старте должна составлять именно масса топлива. Полезная же нагрузка по сравнению с ней должна иметь очень малую массу.
  
• 
  Значительное снижение стартовой массы ракеты может быть достигнуто при использовании многоступенчатых ракет, когда ступени ракеты отделяются по мере выгорания топлива. Из процесса последующего разгона ракеты исключаются массы контейнеров, в которых находилось топливо, отработавшие двигатели, системы управления и т. д. Именно по пути создания экономичных многоступенчатых ракет развивается современное ракетостроение.
  

4. 
   Реактивный двигатель. Классы реактивных двигателей
   

• 
  Камера сгорания («химический реактор») — в нем происходит освобождение химической энергии топлива и её преобразование в тепловую энергию газов.
  
• 
  Реактивное сопло («газовый туннель») — в котором тепловая энергия газов переходит в их кинетическую энергию, когда из сопла газы вытекают наружу с большой скоростью, тем создавая реактивную тягу.
  

• 
  Ракетные
  
• 
  Воздушно-реактивные
  

• 
  При горении топлива образуются газы, имеющие очень высокую температуру и оказывающие давление на стенки камеры. Сила давления на переднюю стенку камеры больше, чем на заднюю, где расположено сопло. Вытекающие через сопло газы не встречают на своем пути стенку, на которую могли бы оказывать давление. В результате появляется сила, толкающая ракету вперед.
  
• 
  Суженная часть камеры — сопло служит для увеличения скорости истечения продуктов сгорания, что в свою очередь повышает реактивную силу. Сужение струи газа вызывает увеличение его скорости, так как при этом через меньшее поперечное сечение в единицу времени должна пройти такая же масса газа, что и при большем поперечном сечении.
  

5. 
   Применение реактивных двигателей
   

6. 
   Окружающая среда
   

• 
  Тепловые двигатели (в том числе и реактивный) – необходимый атрибут современной цивилизации. С их помощью вырабатывается ≈ 80% электроэнергии. Без тепловых двигателей невозможно представить себе современный транспорт. В тоже время повсеместное использование тепловых двигателей связано с отрицательным воздействием на окружающую среду.
  
• 
  Сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа, способного поглощать тепловое инфракрасное (ИК) излучение поверхности Земли. Рост концентрации углекислого газа в атмосфере, увеличивая поглощение ИК – излучения, приводит к повышению её температуры (парниковый эффект). Ежегодно температура атмосферы Земли повышается на 0,05 єС. Этот эффект может создать угрозу таяния ледников и катастрофического повышения уровня Мирового океана.
  
• 
  Углеводороды, вступая в реакцию с озоном, находящимся в атмосфере, образуют химические соединения, неблагоприятно воздействующие на жизнедеятельность растений, животных и человека.
  
• 
  Потребление кислорода при горении топлива уменьшает его содержание в атмосфере.
  
• 
  Для охраны окружающей среды широко использует очистные сооружения, препятствующие выбросу в атмосферу вредных веществ, резко ограничивают использование соединений тяжелых металлов, добавляемых в топливо.
  

7. 
   Заключение:
   

• 
  В основе реактивного движения лежит закон сохранения импульса тела, который выполняется только для замкнутой системы тел.
  
• 
  Скорость движения реактивного устройства тем больше, чем больше масса вещества, отделяется от тела за 1 с.
  
• 
  Простейшие модели реактивных двигателей и устройств можно сделать самим.
  
• 
  Проявлением реактивного движения является отдача, которую надо учитывать на практике (при стрельбе, спрыгивании с лодки, скейта и т.д.).
  
• 
  Результат отдачи зависит от массы и скорости отделяющегося тела или вещества.
  
• 
  Реактивное движение нашло широкое применение в технике
  

8. 
   Литература
   

1. 
   http://class-fizika.narod.ru/9_19.htm
   
2. 
   Космодемьянский А.А. Циолковский К.Э. (М., “Наука”, 1976)
   
3. 
   Арлазоров А. Циолковский К.Э. (М., “Молодая гвардия”, 1963)
   
4. 
   Мякишев Г.Я. Физика: [Текст]: учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений / Г.Я Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н.Сотский . – 11-е изд. – М.: Просвещение, 2003. – 306 с.
   
5. 
   Г.С.Лансберг Элементарный учебник физики [Текст]: Г.С.Лансберг, –  М.: Наука, 1985 г. – 460 с.
   
6. 
   Кирик Л.А.Физика-9: [Текст]: Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы. – Харьков: Гимназия, 2001. – 160 с.
   
7. 
   Полный курс физики ХХI века [Электронный ресурс]: Компьютерная программа для изучения физики. – Режим доступа: http://www.mediahouse.ru