Реактивное движение. Ракеты
Стр. 125
Вопросы после параграфа
Шарик движется противоположно струе выходящего из него сжатого воздуха. Это явление можно объяснить с помощью закона сохранения импульса. Пока отверстие шарика завязано, шарик с находящимся внутри него сжатым воздухом покоится, и его импульс равен нулю. При открытом отверстии из него с большой скоростью вырывается струя сжатого воздуха. Согласно закону сохранения импульса, суммарный импульс системы, состоящей из двух тел – шарика и воздуха в нем, должен остаться таким же, каким был до начала истечения воздуха, т.е. равным нулю. Поэтому шарик начинает двигаться в противоположную струе воздуха сторону с такой скоростью, что его импульс равен по модулю импульсу воздушной струи. Векторы импульсов шарика и воздуха направлены в противоположные стороны. В результате суммарный импульс взаимодействующих тел остается равным нулю.
Добавить текст Вернуть оригиналПримеры реактивного движения: движение шарика, осьминога, кальмара, каракатицы, реактивных самолетов.
Добавить текст Вернуть оригиналРакеты предназначены для вывода в космос искусственных спутников Земли, космических кораблей, автоматических межпланетных станций и других полезных грузов.
Добавить текст Вернуть оригиналВ любой ракете, независимо от ее конструкции, всегда имеется оболочка и топливо с окислителем. Оболочка ракеты включает в себя полезный груз, приборный отсек и двигатель (камера сгорания, насосы и пр.). Основную массу ракеты составляет топливо с окислителем (окислитель нужен для поддержания горения топлива, поскольку в космосе нет кислорода). Топливо и окислитель с помощью насосов подаются в камеру сгорания. Топливо, сгорая, превращается в газ высокой температуры и высокого давления, который мощной струей устремляется наружу через раструб специальной формы, называемый соплом.
Добавить текст Вернуть оригиналСкорость ракеты зависит от скорости выхода струи газа.
Добавить текст Вернуть оригиналМногоступенчатые ракеты развивают бо̀льшие скорости и предназначены для более дальних полетов, чем одноступенчатые. Уменьшение общей массы ракеты путем отбрасывания уже ненужной ступени позволяет сэкономить топливо и окислитель и увеличить скорость ракеты.
Добавить текст Вернуть оригиналЕсли корабль должен совершить посадку, то третья ступень используется для торможения корабля перед посадкой. При этом ракету разворачивают на 180°, чтобы сопло оказалось впереди. Тогда вырывающийся из ракеты газ сообщает ей импульс, направленный против скорости ракеты, что приводит к уменьшению скорости и дает возможность осуществить посадку.
Добавить текст Вернуть оригиналУпражнение 24
Дано: ν1 = 2 м/с m1 = 200 кг ν2 = 8 м/с m2 = 5 кг |
Решение: По закону сохранения импульса: (m1 + m2)ν1 + m2ν2 = m1ν ν = \(\frac{\left( m_{1} + m_{2} \right)\nu_{1} + m_{2}\nu_{2}}{m_{1}}\) Добавить текст Вернуть оригиналν = \(\frac{(200 + 5)2 + 5\ \times 8}{200}\) = 2,25 (м/с) Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: ν = 2,25 м/с. |
---|---|
ν – ? |
Дано: m1 = 300 г m2 = 100 г ν2 = 100 м/с |
СИ 0,3 кг 0,1 кг |
Решение: По закону сохранения импульса: m1ν1 = m2ν2 ν1 = \(\frac{m_{2}\nu_{2}}{m_{1}}\) ν1 = \(\frac{0,1\ \times 100}{0,3}\) = 33,3 (м/с) Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: ν1 = 33,3 м/с. |
---|---|---|
ν1 – ? |
Для опыта, изображенного на рисунке 87 используются штатив, резиновая трубка Г– образной формы, воронка и стакан с водой. На штатив с помощью держателя прикрепили воронку с присоединенной к ней резиновой трубкой Г– образной формы, расположенной вертикально. В воронку стали подливать воду, вода выливалась из трубки, а сама трубка из вертикального положения начала отклоняться в противоположную движению воды сторону. Этот опыт иллюстрирует закон сохранения импульса.
Добавить текст Вернуть оригиналЗадание 8
Перестав лить воду, а) дальность полета воды в струе уменьшилась; б) положение резиновой трубки начало приближаться к первоначальному, т.е. вертикальному.
Добавить текст Вернуть оригинал