Урок 31 Реактивное движение

Реактивное движение

Реактивное движение –

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

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

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.

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».

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.

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.

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.).

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.

Для возвращения космического корабля на Землю, или посадки его на другую планету, одну ступень оставляют. Она используется для торможения корабля перед посадкой.

При этом ракету разворачивают на 180 градусов, чтобы сопло оказалось впереди.Тогда вырывающийся из ракеты газ сообщает ей импульс, направленный против скорости ее движения, что приводит к уменьшению скорости и дает возможность осуществить посадку.