1. Презентацію підготувала учениця
10-А класу Мачуська Юлія

2. Важливим випадком практичного застосування закону збереження
імпульсу є реактивний рух.
Реактивний рух — це рух, який виникає при відділені від тіла
деякої його частини з певною швидкістю. Реактивний рух,
наприклад, виконує ракета. Особливістю цього руху є те, що тіло
може прискорюватися і гальмувати без якоїсь зовнішньої взаємодії з
іншими тілами.

3. Продукти згоряння при вилітанні
отримують відносно ракети деяку
швидкість. Відповідно до закону
збереження імпульсу, сама
ракета отримує такий самий
імпульс, як і газ, але спрямований
в інший бік. Закон збереження
імпульсу потрібен для розрахунку
швидкості ракети.

4. Реактивний рух
властивий медузам,
кальмарам, восьминогам
та іншим живим
організмам. У техніці він
використовується на
річковому транспорті
(катер з водометним
двигуном), в авіації,
космонавтиці, військовій
справі.

5. Засіб,за допомогою якого можна подолати силу земного тяжіння і
полетіти в космос
винайшов російський вчений Констянтин Едуардович Ціолковський
(1857-1935).Він показав, що єдиний апарат, спроможний подолати
силу тяжіння - це ракета, тобто. апарат з реактивним двигуном,
використовуючим пальне і окислювач, розташовані на самому
апараті.

6. Реактивний двигун – це
двигун, перетворюючий
хімічну енергію палива в
кінетичну енергію газової
струї, при цьому двигун
набирає швидкість у
зворотньому напрямку. На
яких принципах и фізичних
законах основується
його дія?

7. Кожен знає, що постріл із гвинтівки супроводжується віддачею.
Якщо б
вага кулі дорівнювала б вазі гвинтівки, вони б розлетілись з
однаковою
швидкістю. Віддача виникає тому, що відкидна маса газів створює
реактивну силу, завдяки якій може бути забезпечено рух як у
повітрі, так
і в безповітряному просторі. І чим більша маса і швидкість
вилітаючих
газів, тим більшу силу віддачі відчуває наше плече, чим сильніша
реакція
гвинтівки, тим більша реактивна сила. Це легко пояснити із закону
збереження імпульсу.

8. Закон збереження
імпульсу стверджує, що
геометрична (тобто
векторна)
сума імпульсів тіл,
складаючих замкнуту
систему, залишається
постійною
при любих рухах і
взаємодіях тіл системи.

9. К. Е. Ціолковський вивів формулу, дозволяючу розрахувати
максимальну
швидкість, яку може розвинути ракета. Ось ця формула:
V- кінцева (після використання всього палива) швидкість
літального апарату;
I- питомий імпульс ракетного двигуна (відношення тяги
двигуна до секундної витрати маси палива);
M1- початкова маса літального апарату (корисне
навантаження + конструкція апарату + паливо).
M2- кінцева маса літального апарату (корисне навантаження
+ конструкція);

10. Як видно із формули, ця максимально досяжна швидкість
залежить в першу чергу від швидкості вильоту газів із сопла, яка в
свою
чергу залежить перед усім від виду палива і температури газової
струї.
Чим вища температура, тим більша швидкість. Значить, для ракети
потрібно
підбирати саме калорійне паливо, яке надає найбільшу кількість
теплоти.
Із формули витікає також, що ця швидкість залежить і від початкової
і
кінечної маси ракети, тобто від того, яка частина її ваги приходиться
на
пальне, і яка - на безкорисні (з точки зору швидкості польоту)
конструкції: корпус, механізми, і т.д.

11. Ця формула Ціолковського
являється фундаментом, на
якому будується весь
розрахунок сучасних ракет.
Відношення маси палива до маси
ракети в кінці
роботи двигуна називається
числом Ціолковського.
Основний висновок із цієї
формули полягає в тому, що в
безповітряному
просторі ракета розвине тим
більшу швидкість, чим більша
швидкість
витоку газів і чим більше число
Ціолковського.

12. Знання закону збереження імпульсу у багатьох випадках дає
можливість знайти результат взаємодії тіл, коли значення діючих
сил невідомі.
Розглянемо в якості прикладу дію реактивного двигуна. При
згорянні палива в камері згорання ракети утворюються гази, нагріті
до високої температури. При дії двигуна протягом короткого
інтервалу часу t з сопла ракети викидаються зі швидкістю u відносно
ракети гарячі гази масою m.

13. До початку роботи
двигунів імпульс ракети і
пального дорівнював
нулю, отже, і після
включення сума змін
векторів імпульсу ракети і
імпульсу стікали газів
дорівнює нулю:
де m - маса ракети, V зміна швидкості ракети, m
- маса викинутих газів, u швидкість витікання газів.

14. Звідси для векторів імпульсу отримуємо:
Розділимо обидві частини рівності на інтервал часу t,
протягом якого працювали двигуни ракети:
Добуток маси ракети m на прискорення її руху a за
визначенням дорівнює силі, що викликає це
прискорення:

15. Таким чином, ми показали, що реактивна сила тяги Fp дорівнює
добутку швидкості u руху викидаються газів відносно ракети на
секундний витрата палива m/t.
Реактивна сила тяги Fp діє з боку газів на ракету і спрямована в бік,
протилежний напрямку закінчення газів.
Якщо ж на ракету, крім реактивної сили F, що діє зовнішня сила
F, то рівняння динаміки руху прийме вигляд:
Це рівняння отримано професором Петербурзького
університету
І. в. Мещерським і носить його ім'я.

16. Формула Мещерського являє
собою узагальнення другого
закону Ньютона для руху тіл
змінної маси. Прискорення тіла
змінної маси визначається не
тільки зовнішніми силами F, що
діють на тіло, але і реактивною
силою Fp, обумовленої зміною
маси рухомого тіла:

17. Корпус - труба з одним
відкритим кінцем для виходу
відпрацьованих газів. На хвості
ставлять сопла (трубки) для
спрямованого викиду газів з
великою швидкістю.
Паливо - складне пальне, яке
при спалюванні перетворюється
в газ великий температури і
великого руху.

18. V ракети залежить від m палива і самої ракети, а також від V викидів
газів.
У цій формулі не враховується опір повітря і f пр до Землі.
Насправді викид газів відбувається не миттєво, а поступово. Якщо
врахувати всі умови, то палива треба брати у багато разів більше.
Щоб повідомити кораблю першу космічну швидкість, то
mт >mоб= в 55 раз