Презентация по реактивному движению. Реактивное движение в природе - презентация

Cлайд 1

Cлайд 2

Вывод формулы скорости ракеты при взлете Согласно третьему закону Ньютона: F1 = - F2, где F1 – сила, с которой ракета действует на раскаленные газы, а F2 – сила, с которой газы отталкивают от себя ракету. Модули этих сил равны: F1 = F2. Именно сила F2 является реактивной силой. Рассчитаем скорость, которую может приобрести ракета. Если импульс выброшенных газов равен Vг mг, а импульс ракеты Vр mр, то по закону сохранения импульса, получаем: Vг mг = Vр mр, Откуда скорость ракеты: Vр = Vг mг /mр

Cлайд 3

Константин Эдуардович Циолковский Идея использования ракет для космических полетов была выдвинута в начале 20 – го века русским ученым, изобретателем и учителем Константином Эдуардовичем Циалковским. Циалковский разработал теорию движения ракет, вывел формулу для расчета их скорости, был первым, кто предложил использовать многоступенчатые ракеты.

Cлайд 4

Первый космонавт планеты и главный конструктор отечественной ракетно-космической техники Сергей Павлович Королёв – советский ученый и конструктор, руководитель всех космических полетов. Юрий Алексеевич Гагарин – первый космонавт, совершил облет Земли 12 апреля 1961 г. за 1 час 48 минут на корабле «Восток».

Cлайд 5

Реактивное движение Реактивное движение происходит за счёт того, что от тела отделяется и движется какая-то его часть, в результате чего само тело приобретает противоположно направленный импульс.

Cлайд 6

Принцип реактивного движения находит широкое практическое применение в авиации и космонавтики. В космическом пространстве нет среды, с которой тело могло бы взаимодействовать и тем самым изменять направление и модуль своей скорости. Поэтому для космических полётов могут быть использованы только реактивные летательные аппараты, т.е. ракеты.

Cлайд 7

Наглядная схема устройства одноступенчатой ракеты. В любой ракете независимо от ее конструкции всегда имеется оболочка и топливо с окислителем. На рисунке изображена ракета в разрезе. Мы видим, что оболочка ракеты включает в себя полезный груз (космический корабль), приборный отсек и двигатель (камера сгорания, насосы и пр.).

Cлайд 8

Многоступенчатые ракеты В практике космических полетов обычно используют многоступенчатые ракеты, развивающие гораздо большие скорости и предназначеные для более дальних полетов. На рисунке показана схема такой ракеты. После того как топливо и окислитель первой ступени будут израсходованы, эта ступень автоматически отбрасывается и в действие вступает двигатель второй ступени и т.д. Уменьшение общей массы ракеты путем отбрасывания уже ненужной ступени позволяет сэкономить топливо и окислитель и увеличить скорость ракеты.

Серов Дмитрий

Данная презентация содержит основной и дополнительный материал по реактивному движению, его проявление и испоьзование. Материал охватывает межпредметные связи, приводятся интересные технические и исторические справки.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ

Реактивное движение Под реактивным движением понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью V относительно тела, например при истечении продуктов горения из сопла реактивного летательного аппарата. При этом появляется так называемая реактивная сила F , толкающая тело.

Реактивная сила возникает без какого-либо взаимодействия с внешними телами. Например, если запастись достаточным количеством мячей, то лодку можно разогнать и без помощи весел, действием только одних внутренних сил. Толкая мяч, человек (а значит и лодка) сам получает толчок согласно закону сохранения импульса.

Реактивное движение – единственный вид движения, который может осуществляться без взаимодействия с окружающей средой

В конце первого тысячелетия нашей эры в Китае использовали реактивное движение, которое приводило в действие ракеты - бамбуковые трубки, начиненные порохом, они использовались как забава. Один из первых проектов автомобилей был также с реактивным двигателем и принадлежал этот проект Ньютону

Реактивное движение живых организмов По принципу реактивного движения передвигаются некоторые представители животного мира, например, кальмары и осьминоги. Они способны развивать скорость 60 - 70 км/ч.

Кальмар и осьминог движутся реактивным образом. Всасывая и с силой выталкивая воду, они скользят в волнах, точно живые ракеты. Бешеный огурец растет на побережье Черного моря. Стоит только слегка прикоснуться к созревшему плоду,похожему на огурчик, как он отскакивает от плодоножки, а через образовавшееся отверстие из плода фонтаном бьют семена со слизью. Каракатица, медузы забирают воду в жаберную полость через щель, а затем энергично выпрыскивают струю воды через воронку тем самым довольно быстро плывут задней стороной тела вперед. Примеры реактивного движения в природе

великий русский учёный и изобретатель, открыл принцип реактивного движения, которого по праву считают основоположником ракетной техники Константин Эдуардович Циолковский (1857-1935)

Подвиньте соломинку к одному из стульев и липкой лентой прикрепите к ней шарик. Подвиньте шарик к одному из стульев и отвяжите отверстие. Соломинка с прикрепленным к ней шариком скользит по бечёвке и перестаёт двигаться при упоре в стул или при выходе всего воздуха. Опыт с воздушным шариком

Примеры реактивного движения в технике Практическое использование принципа реактивного движения: в самолетах, движущихся со скоростью в несколько тысяч километров в час, в снарядах знаменитых « Катюш», в боевых и космических ракетах

Любая ракета состоит из двух основных частей. 1) Оболочка. 2) Топливо с окислителем. Оболочка включает в себя: а) Полезный груз (космический корабль). б) Приборный отсек. в) Двигатель. Топливо и окислитель Керосин, спирт, гидразин, Азотная или хлорная кислота, анилин, бензин жидкий кислород, фтор Они подаются в камеру сгорания, где превращаются в газ высокой температуры, который через сопло устремляется наружу. При истечении продуктов сгорания топлива газы в камере сгорания получают некоторую скорость относительно ракеты и, следовательно некоторый импульс. Поэтому сама ракета по закону сохранения импульса получает такой же по модулю импульс, но направленный в противоположную сторону.

Если корабль должен совершить посадку, то ракету разворачивают на 180 градусов, чтобы сопло оказалось впереди. Тогда вырывающийся из ракеты газ сообщает ей импульс, направленный против её скорости

Формула Циолковского υ = υ 0 + 2,3 υ г Ĺġ(1+ m/M)‏ υ 0 - начальная скорость. υ г - скорость истечения газов. m - начальная масса. M - масса пустой ракеты. Т. к. газ выбрасывается не мгновенно, поэтому и уравнение Циолковского получается значительно сложнее.

Ракетный двигатель Зенитная управляемая ракета российского комплекса « Стрела 10М3 » способна поражать цели на расстоянии до 5 км и на высоте от 25 до 3500 м. РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - реактивный двигатель, не использующий для работы окружающую среду (воздух, воду). Распространены химические ракетные двигатели (разрабатывают и испытывают электрические, ядерные и другие ракетные двигатели). Простейший ракетный двигатель работает на сжатом газе. По назначению различают разгонные, тормозные, управляющие и др. Применяют на ракетах (отсюда название), самолетах и др. Основной двигатель в космонавтике.

Спасибо за внимание

Реактивное движение –

Реактивная сила

возникает без какого-либо взаимодействия с внешними телами.

Например, если запастись достаточным количеством мячей, то лодку можно разогнать и без помощи весел, действием только одних внутренних сил. Толкая мяч, человек (а значит и лодка) сам получает толчок согласно закону сохранения импульса.

Реактивное движение

По принципу реактивного движения передвигаются некоторые представители животного мира, например, кальмары и осьминоги. Периодически выбрасывая, вбираемую в себя воду они способны развивать скорость 60 - 70 км/ч.

К.Э. Циолковский

великий русский учёный и изобретатель, открыл принцип реактивного движения, которого по праву считают основоположником ракетной техники

К. Э. Циолковский -

русский учёный, изобретатель и учитель.

разработал теорию движения ракет;
вывел формулу для расчёта скорости ракет на орбите;
был первым, кто предложил использовать многоступенчатые ракет.

Одно из главнейших изобретений человечества

в XX веке – это изобретение реактивного двигателя, который позволил человеку подняться в космос.

Устройство ракеты-носителя

Космический корабль

Приборный отсек

Бак с окислителем
Бак с горючим

Насосы

Камера сгорания

Сопло

Сопло – раструбы специальной формы, через которые газы из камеры сгорания мощной струёй устремляются наружу .

Назначение сопла –

повысить скорость струи .

С какой целью увеличивают скорость выхода струи газа?

Р ракеты

Ракета

М р υ р = m газа υ газа

m газа

υ р =

υ газа

М р

головная часть (космический корабль,

приборный отсек);

бак с окислителем и бак с топливом

(в качестве топлива может использоваться,

например, жидкий водород, а в качестве окислителя жидкий кислород);

насосы, камера сгорания топлива;
сопло (сужение камеры для увеличения скорости истечения продуктов сгорания).

Р газа

"Если моя идея... будет признана исполнимой, то я буду счастлив тем, что окажу громадную услугу Родине и человечеству. Я спокойно тогда встречу смерть, зная, что моя идея не погибнет вместе со мной, а будет существовать среди человечества, для которого я готов был пожертвовать своей жизнью".

ГИРД – группа изучения реактивного

движения

Создана 15 сентября 1931 г. из секции реактивных двигателей при Бюро воздушной техники Центрального Совета Осоавиахима. Группа состояла из 4 бригад, занимающихся различными задачами.

1 бригада (руководитель Цандер Ф.А.) двигатели

2 бригада (руководитель Тихонравов М.К.) изделия на основе двигателей

3 бригада (руководитель Победоносцев Ю.А.) воздушные реактивные двигатели

4 бригада (руководитель Королев С.П.) конструкции летательных аппаратов

Реактивное движение –

движение, возникающее при отделении от тела с некоторой скоростью какой-либо его части.

Примеры реактивного

движения:

- кальмары

- осьминоги

- самолеты

- ракеты

- Катер с водометным двигателем

Ученые:

- Циолковский К.Э.

- Кибальчич Н.И.

- Королев С.П.

- Цандер Ф.А.

Тихонравов М.К.
Победоносцев Ю.А.

История

Пороховые ракеты – Китай X в. (фейерверочные и сигнальные)

Боевые ракеты (Индия против Англии – XVIII в.)

Россия – Крымская война,

Русско – турецкие войны

Н.И. Кибальчич (1853 - 1881)

Реактивный летательный аппарат

К.Э.Циолковский – 1903г.

ЖРД – жидкостные реактивные двигатели

С.П. Королёв – 1957 г. – ИЗС

Ю.А. Гагарин – 1961 г.

Пилотируемый космический корабль

«Сначала можно летать на ракетах вокруг Земли, затем можно описать тот или иной путь относительно Солнца, достигнуть желаемой планеты, приблизиться или удалиться от Солнца…

Человечество образует ряд межпланетных баз вокруг Солнца…

Реактивные приборы завоюют людям беспредельные пространства и дадут солнечную энергию, в два миллиона раз большую, чем та, которую человечество имеет на Земле»

(План завоевания мировых пространств К.Э.Циолковского)

Слайд 2

Факты из истории

Слайд 3

Реактивный двигатель

Реактивный двигатель - это двигатель, создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования исходной энергии в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела. Реактивный двигатель создаёт тяговое усилие только за счёт взаимодействия с рабочим телом, без опоры или контакта с другими телами. По этой причине чаще всего он используется для приведения в движение самолётов, ракет и космических аппаратов. Рабочее тело с большой скоростью истекает из двигателя, и в соответствии с законом сохранения импульса образуется реактивная сила, толкающая двигатель в противоположном направлении. Для разгона рабочего тела может использоваться как расширение газа, нагретого тем или иным способом до высокой температуры

Слайд 4

Космическая ракета

Ракета- летательный аппарат, двигающийся за счёт реактивной силы, возникающей при отбросе части собственной массы. Полёт ракеты не требует обязательного наличия окружающей воздушной или газовой среды и возможен не только в атмосфере, но и в вакууме. Ракета является транспортным средством способным вывести космический аппарат в космос. Альтернативные способы поднимать космические аппараты на орбиту, такие как «космический лифт», пока что находятся на стадии проектирования. Используемые для нужд космонавтики ракеты называются ракеты-носители, так как они несут на себе полезную нагрузку. Чаще всего в качестве ракет-носителей используются многоступенчатые баллистические ракеты. Старт ракеты-носителя происходит с Земли, или, в случае долгого полёта, с орбиты искусственного спутника Земли. В настоящее время космическими агентствами разных стран используются ракеты-носители Атлас V, Ариан 5, Протон, Дельта IV, Союз-2 и многие другие.

Слайд 5

Космические шатлы

Шаттл - американский многоразовыйтранспортный космический корабль. Шаттл запускается в космос с помощью ракет-носителей, осуществляет манёвры на орбите как космический корабль и возвращается на Землю как самолёт. Подразумевалось, что шаттлы будут сновать, как челноки, между околоземной орбитой и Землей, доставляя полезные грузы в обоих направлениях. При разработке предусматривалось, что каждый из шаттлов должен был до 100 раз стартовать в космос. На практике же они используются значительно меньше. К сентябрю 2009 года больше всего полётов - 37 - совершил шаттл «Дискавери». Всего с 1975 по 1991 год было построено пять шаттлов: «Колумбия» (сгорел при посадке в 2003), «Челленджер» (взорвался при старте в 1986), «Дискавери», «Атлантис» и «Индевор». В конце 2010 года «Спейс шаттл» совершит свой последний полёт.

Слайд 6

Кальмар

Кальмар является самым крупным беспозвоночным обитателем океанских глубин. Он передвигается по принципу реактивного движения, вбирая в себя воду, а затем с огромной силой проталкивая ее через особое отверстие - "воронку", и с большой скоростью (около 70 км\час) двигается толчками назад. При этом все десять щупалец кальмара собираются в узел над головой и он приобретает обтекаемую форму.

Слайд 7

Константин Эдуардович Циолковский

Константин Эдуардович Циолковский (1857-1935) - российский и советский учёный-самоучка, исследователь, школьный учитель. Основоположник современной космонавтики. Обосновал вывод уравнения реактивного движения, пришёл к выводу о необходимости использования «ракетных поездов» - прототипов многоступенчатых ракет. Автор работ по аэродинамике, воздухоплаванию и другим. Представитель русского космизма, член Русского общества любителей мироведения. Автор научно-фантастических произведений, сторонник и пропагандист идей освоения космического пространства. Циолковский предлагал заселить космическое пространство с использованием орбитальных станций, выдвинул идеи космического лифта, поездов на воздушной подушке. Считал, что развитие жизни на одной из планет Вселенной достигнет такого могущества и совершенства, что это позволит преодолевать силы тяготения и распространять жизнь по Вселенной.

Слайд 8

Рабочее тело

Рабочее тело -материальное тело, расширяющееся при подводе к нему теплоты и сжимающееся при охлаждении и выполняющее работу по перемещению рабочего органа тепловой машины. В теоретических разработках рабочее тело обычно обладает свойствами идеального газа. На практике рабочим телом реактивных двигателей являются продукты сгорания углеводородного топлива (бензина, дизельного топлива и др.)

Посмотреть все слайды

Слайд 2

Применение реактивного движения в природе

Многие из нас в своей жизни встречались во время купания в море с медузами. Но мало кто задумывался, что и медузы для передвижения пользуются реактивным движением. И зачастую КПД морских беспозвоночных животных при использовании реактивного движения гораздо выше, чем у техноизобретений.

Слайд 3

Реактивное движение используется многими моллюсками – осьминогами, кальмарами, каракатицами.

Слайд 4

Каракатица

Каракатица, как и большинство головоногих моллюсков, движется в воде следующим способом. Она забирает воду в жаберную полость через боковую щель и особую воронку впереди тела, а затем энергично выбрасывает струю воды через воронку. Каракатица направляет трубку воронки в бок или назад и стремительно выдавливая из неё воду, может двигаться в разные стороны.

Слайд 5

Кальмар

Кальмары достигли высшего совершенства в реактивной навигации. У них даже тело своими внешними формами копирует ракету (или лучше сказать – ракета копирует кальмара, поскольку ему принадлежит в этом деле бесспорный приоритет)

Слайд 6

Слайд 7

Летающий кальмар

Это небольшое животное размером с селедку. Он преследует рыб с такой стремительностью, что нередко выскакивает из воды, стрелой проносясь над ее поверхностью. Развив в воде максимальную реактивную тягу, кальмар-пилот стартует в воздух и пролетает над волнами более пятидесяти метров. Апогей полета живой ракеты лежит так высоко над водой, что летающие кальмары нередко попадают на палубы океанских судов. Четыре-пять метров – не рекордная высота, на которую поднимаются в небо кальмары. Иногда они взлетают еще выше.

Слайд 8

Осьминог

Осьминоги тоже умеют летать. Французский натуралист Жан Верани видел, как обычный осьминог разогнался в аквариуме и вдруг задом вперед неожиданно выскочил из воды. Описав в воздухе дугу длиной метров в пять, он плюхнулся обратно в аквариум. Набирая скорость для прыжка, осьминог двигался не только за счет реактивной тяги, но и греб щупальцами.