Scop: clarificarea esenței propulsiei cu jet, scopul, proiectarea și funcționarea rachetelor, propulsia cu jet în tehnologie și în natură.
TCO și vizibilitate:- Software: Windows, Microsoft Power Point, proiector multimedia, CD-curs "Fizica. Biblioteca ajutoarelor vizuale, "1C: școală,
- Prezentarea "Propulsie cu jet", apendicele 1,
- Propulsia cu jet (tabel),
- model de rachetă.
Clasa este împărțită în grupuri de 2-4 persoane, în funcție de ocuparea clasei. Activitatea grupului este marcată de puncte: un răspuns corect este un punct. La sfârșitul lecției, punctele sunt rezumate, grupul are dreptul să împartă punctele primite în funcție de contribuția fiecărui student la munca grupului. Profesorul oferă o sarcină suplimentară studenților care au primit puncte insuficiente.
1. Ce mișcare se numește reactivă?
2. Cu ce lege se bazează mișcarea jetului?
3. Ce determină viteza rachetei?
Lucrați în grupuri pe:- Este întotdeauna convenabil să folosiți legile lui Newton pentru a descrie interacțiunea corpurilor?
- Ce este un impuls?
- Unde este direcționat vectorul de impuls?
- Formulează legea conservării impulsului.
- Cine a descoperit legea conservării impulsului?
- Cum se manifestă legea conservării impulsului în ciocnirile corpurilor?
După discuție, un student din grup răspunde.
III. Discursul introductiv al profesorului.
Timp de mai multe secole, omenirea a visat de spațiu. Scriitorii de science fiction au oferit o varietate de mijloace pentru atingerea acestui scop. În secolul al XVII-lea a existat o poveste de către scriitorul francez Cyrano de Bergerac despre zborul spre lună. Eroul acestei povestiri a ajuns la lună într-un vagon de fier, peste care a aruncat constant un magnet puternic. Atașând la el, vagonul se ridică mai sus deasupra Pământului până când ajungea la Lună.
Și Baron Munchausen a spus că sa urcat pe lună de-a lungul tulpinii unei fasole.
Dar nici un om de știință, nici un scriitor de science fiction timp de multe secole nu au putut numi un singur agent este în dispoziția omului, cu care se poate depăși forța gravitațională a Pământului și zbura în spațiu. Ar putea transporta om de știință rus Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935). El a arătat că singurul aparat capabil să depășească forța gravitației este o rachetă, adică dispozitiv cu un motor cu jet folosind combustibil și oxidant, localizat pe aparatul în sine.
Experiența 1. Pentru a umfla bilele de cauciuc și a le elibera.
Întrebarea. Datorită a ceea ce mingea intră în mișcare? Discuții în grup
Concluzie. Mingea intră în mișcare, în detrimentul aerului care iese din ea.
Profesor: mișcarea mingii este un exemplu de mișcare cu jet și ați arătat corect motivul pentru mișcarea mingii.
Experiența 2. Elevul se află pe coșul care se mișcă ușor, sare de pe el. Căruciorul se deplasează în direcția opusă.
Întrebare: Ce este comun în primul și al doilea experiment? Discuții în grup
Concluzie. Căruciorul și mingea au intrat în mișcare, pentru că ceva separat de ele (elev, aer).
După aceasta, elevii formulează definiția propulsiei cu jet:
Prin mijloace reactive, mișcarea corpului, care apare atunci când o parte din acesta este separată cu o anumită viteză față de corp.
Astfel, există așa-numitul. forța reactivă, dând accelerația corpului.
Un motor cu reacție este un motor care convertește energia chimică a combustibilului în energia cinetică a unui jet de gaz, în timp ce motorul capătă viteza în direcția opusă. Pe ce principii și legi fizice se bazează acțiunea sa?
1. Roata rotorului.
După ce a demonstrat experimentele, profesorul întreabă întrebările:
Datorită a ceea ce este această mișcare?
De ce este deviat tubul? De ce balonul se înalță?
De ce se mișcă racheta?
Cum se calculează viteza. care poate dezvolta o rachetă?
Discutarea întrebărilor din grup. Un student din grup răspunde.
Profesor: K.E. Tsiolkovsky a derivat o formulă care ne permite să calculam viteza maximă pe care o rachetă o poate dezvolta. Să încercăm și vom determina o formulă pentru calcularea vitezei maxime de mișcare.
Sarcina: utilizarea legii de conservare a impulsului pentru a calcula viteza maximă a rachetei.
Elevii fac următoarea intrare în notebook:
Conform celei de-a treia legi a lui Newton:
unde Fl este forța cu care racheta acționează asupra gazelor strălucitoare și F2 este forța cu care gazele resping racheta de la sine.
Modulele acestor forțe sunt egale: Fl = F2.
Forța F2 este forța reactivă. Calculați viteza pe care o rachetă o poate obține.
Dacă impulsul gazelor ejectate este egal cu mr vg. iar impulsul rachetei este mp vp. apoi din legea conservării momentului obținem: mr vr = mp vp
Astfel, viteza rachetei este mai mare, cu atât mai mare este viteza de expirare a gazului. și cu cât este mai mare raportul - mg / mp
Întrebare: În ce cazuri este valabilă această formulă?
Răspuns: Formula derivată este valabilă numai pentru arderea instantanee a combustibilului. Acest lucru nu poate fi, deoarece arderea instantanee este o explozie. În practică, masa de combustibil scade treptat, astfel încât formulele mai exacte sunt folosite pentru un calcul precis.
Întrebarea. Ce determină viteza de mișcare?
Răspuns. Viteza maximă atinsă depinde în principal de viteza de evacuare din duză, care la rândul său depinde în primul rând de tipul de combustibil și temperatura fluxului de gaz. Cu cât este mai mare temperatura, cu atât viteza este mai rapidă. Deci, pentru rachete, trebuie să selectați cel mai caloric combustibil, care oferă cea mai mare cantitate de căldură. Raportul de greutate al masei de combustibil la racheta la capătul de funcționare a motorului (adică la substanțial greutatea rachetei) se numește numărul Tsiolkovskii. Concluzia principală este că vidul va dezvolta viteza mare de rachete, cu atât mai mare viteza gazului de expirare și mai mare numărul Tsiolkovskii.
Includerea ar trebui să spunem că tehnologiile moderne de producție a vehiculelor de lansare nu pot permite depășirea vitezei de 8-12 km / s. Pentru viteza a treia spațiu (16,4 km / s) este necesar ca masa de combustibil să depășească masa carcasei transportatorului cu aproape 55 de ori, ceea ce este imposibil de realizat în practică. În consecință, trebuie să căutăm alte modalități de a construi transportatori de rachete.
IV. Rezolvarea problemelor.
Ce viteză Vp devine rachetă, dacă masa de gaz Mg este ejectată instantaneu 0,3 m rachete și de viteză V = 2 km / s.
Ce viteză generează racheta dacă masa de gaze ejecționate instantaneu este de 0,5 m rachete și viteza lor V = 2 km / s.
Determinați viteza Vp a rachetei dacă se produce gaze cu Vg = 300 m / s. Înainte de decolare mp cu combustibil este de 600 g, iar combustibilul - 300 g.
Verificarea soluționării problemelor. Scoring.
V. Mișcarea reactivă în natură.
Sepie, caracatiță, atunci când se deplasează în apă, utilizează și principiul reactiv al deplasării. Recrutarea de apă, ei, împingându-l, câștigând viteza, îndreptate spre lateral, direcția opusă eliberării apei.
VI. Verificarea asimilării subiectului.
1. Care este produsul masei rachetei m prin accelerarea mișcării sale prin definiție?
A. Impuls. B. Sile. C. Energie. D. Viteza.
2. Care este impulsul rachetei și al combustibilului înainte ca motoarele să înceapă?
A. 2mv. B. -2mv. B. Mv. D. 0
3. Ce mare cercetător rus ar putea dovedi că numai o rachetă, adică Dispozitivul cu un motor cu jet folosind combustibil și oxidant, amplasat pe aparatul însuși, poate depăși gravitatea?
A. Korolev. B. Tsialkovsky. V. Kibalchich. D. Gagarin.
4. Care este numele motorului care convertește energia chimică a combustibilului la energia cinetică a jetului de gaz, în timp ce motorul obține viteza în direcția opusă?
A. Termică. B. Reactiv. B. Electrice. D. Gas.
Ce determină viteza rachetei?
A. Masele de rachete. B. Masa gazelor. B. De la forța gravitației la Pământ. D. Masa rachetelor și a masei de gaze.
VII. Rapoartele studenților despre viața și activitatea științifică. The Queen, K.E. Tsiolkovsky, despre Yu.A. Gagarin și V.A. Tereșkova.
VIII. Rezumă. Scoring.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: