Oppitunti: "Jet propulsio. Avaruustutkimus"

Tavoitteet ja tavoitteet:

1. Kehittäminen: johdatus suihkuvoiman käyttöön.

2. Koulutus: suihkuvoiman periaatteen ja teorian tutkimus.

3. Koulutus: tutustuminen suihkuvoiman kehityksen historiaan ja suihkuvoiman kehittämisessä ja soveltamisessa työskennelleisiin tutkijoihin.

Oppitunnin varusteet:

1. Opetus- ja metodologinen sarja "Fysiikka 9".

2. Juliste "Monivaiheinen raketti".

3. Tietokone, videoprojektori, C D "Avoin fysiikka", näyttö.

4. Raketin malli.

Tuntisuunnitelma.

Toisto

Mikä on impulssi?

Miksi liikemäärä on vektorisuure?

Miten impulssi ohjataan?

Mikä on impulssin mittayksikkö?

Impulssin tärkein ominaisuus...

Miksi ampumisen aikana pitää painaa aseen perä tiukasti olkapäätä vasten?

Tuntisuunnitelma.

Reaktiivinen liike on liike, joka tapahtuu, kun tietty massa erotetaan järjestelmästä tietyllä nopeudella.

Jet propulsio luonnossa: meduusat, kalmari jne.

Rakettikaasujärjestelmän liikemäärän säilymisen laki.

Rakettikaasujärjestelmälle liikemäärän säilymislain mukaan meillä on:

m g v 0g + m r v 0r = m g v g + m r v r

Koska v 0r = 0 ja v 0p = 0,

sitten m g v g + m r v r = 0, mistä

m r v r = - m g v g ja

v r = - m g v g/ m r

Maan ensimmäinen keinotekoinen satelliitti

4. lokakuuta 1957 ihmiskunta astui avaruustutkimuksen aikakauteen. Tänä päivänä maailman ensimmäinen Neuvostoliiton keinotekoinen maasatelliitti laukaistiin matalalle Maan kiertoradalle. Neuvostoliiton tiedemiehet ja insinöörit ratkaisivat monimutkaisimmat tieteelliset ja tekniset ongelmat, jotka liittyvät raketti- ja avaruusteknologian luomiseen ja avaruuslennon varmistamiseen. Tästä erinomaisesta saavutuksesta tuli vakuuttava todiste ihmismielen ehtymättömistä kyvyistä ja se osoitti selvästi maamme ennennäkemättömän tieteen ja teknologian tason.
Kantoraketti, joka saavutti ensimmäisen pakonopeuden 7,9 km/s aktiivisen vaiheen lopussa, laukaisi satelliitin geosentriselle (lähellä maata) kiertoradalle, jonka enimmäisetäisyys Maan pinnasta (apogeessa) oli 947 km. ja vähimmäispoikkeama (perigeeessä) 228 km . Satelliitin paino oli 83,6 kg, sen runko oli pallon muotoinen, jonka halkaisija oli 0,58 m.
Ensimmäinen avaruustutkija työskenteli aktiivisesti kolme viikkoa. Sen avulla suoritettiin ensimmäiset ilmakehän tiheyden mittaukset ja saatiin tietoa radiosignaalien etenemisestä ionosfäärissä.
Satelliitin ensimmäisistä kiertoradoista tuli maailman astronautiikan ensimmäiset askeleet.

Ensimmäinen kotimaan matkustajalentokone on Tu-104.

Suihkukoneisto ilmailussa ja tykistössä.

Toisto. Yleistys

Millä periaatteella meduusat ja seepiat liikkuvat?

Mikä on suihkukoneiston ydin?

Voiko raketti liikkua avaruudessa?
Voiko kannelle asennettu tuuletin kuljettaa purjevenettä?
Mikä määrittää raketin nopeuden?

Selitä ajatus monivaiheisesta raketista?

Kotitehtävä: § 22, toista § 21; nro 351, 353 (lisä).

Esitys aiheesta:

Esitys aiheesta: Reaktiivinen propulsio. Täydennys 10. luokan oppilas Valeria Bashaeva; opettaja: Gilevich O.G.

"Jet propulsio"

10 luokan oppilaat

Bashaeva Valeria

Opettaja: Gilevich O.G.

Lataa:

Esikatselu:

Jos haluat käyttää esityksen esikatselua, luo Google-tili ja kirjaudu sisään siihen: https://accounts.google.com

Dian kuvatekstit:

Esitys aiheesta: "Jet propulsion" 10. luokan oppilas Valeria Bashaeva Opettaja: O.G. Gilevich Suihkukoneisto.

Reaktiivinen liike on liike, joka johtuu siitä, että jokin sen osa irtoaa kehosta jollakin nopeudella. Suihkupropulsion periaatteet löytävät laajan käytännön sovelluksen ilmailussa ja astronautiikassa.

Suihkupropulsion saavuttamiseksi ei tarvita kehon vuorovaikutusta ympäristön kanssa.

Kehityshistoriasta...

Ensimmäinen miehitetyn raketin projekti vuonna 1881 oli kuuluisan vallankumouksellisen Nikolai Ivanovitš Kibaltšichin (1853-1881) projekti jauhemoottorilla varustetusta raketista.

Kun Kibalchich oli tuomittu kuninkaalliselta oikeudelta osallistumisesta keisari Aleksanteri II:n murhaan, kuolemantuomion tuomittu Kibalchich toimitti 10 päivää ennen teloitustaan ​​vankilan hallitukselle muistiinpanon, jossa hän kuvaili keksintöään. Mutta tsaarin virkamiehet piilottivat tämän projektin tutkijoilta. Se tuli tunnetuksi vasta vuonna 1916.

Vuonna 1903 Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky ehdotti ensimmäistä rakettia avaruuslennolle nestemäisellä polttoaineella ja johti kaavan raketin nopeudelle. Vuonna 1929 tiedemies ehdotti ajatusta rakettijunien (monivaiheisten rakettien) luomisesta.

Käynnistä ajoneuvolaite

Sergei Pavlovich Korolev oli suurin raketti- ja avaruusjärjestelmien suunnittelija. Hänen johdollaan laukaistiin maailman ensimmäiset keinotekoiset Maan, Kuun ja Auringon satelliitit, ensimmäiset miehitetyt avaruusalukset ja ensimmäinen miehitetty avaruuskävely.

4. lokakuuta 1957 maamme laukaistiin maailman ensimmäinen keinotekoinen maasatelliitti. 3. marraskuuta 1957 satelliitti laukaistiin avaruuteen koira Laikan kyydissä. Tammikuun 2. päivänä 1959 laukaistiin ensimmäinen automaattinen planeettojen välinen asema, Luna-1, josta tuli ensimmäinen Auringon keinotekoinen satelliitti.

12. huhtikuuta 1961 Juri Aleksejevitš Gagarin teki maailman ensimmäisen miehitetyn avaruuslennon Vostok-1-satelliitilla.

Avaruustutkimuksen merkitys 1. Satelliittien käyttö viestinnässä. Puhelin- ja televisioviestinnän toteuttaminen. 2. Satelliittien käyttö laivojen ja lentokoneiden navigointiin. 3. satelliittien käyttö meteorologiassa ja ilmakehässä tapahtuvien prosessien tutkimisessa; luonnonilmiöiden ennustaminen. 4. Satelliittien käyttö tieteelliseen tutkimukseen, erilaisten teknisten prosessien toteuttaminen painottomuuden olosuhteissa, luonnonvarojen selkeyttäminen. 5. Satelliittien käyttö avaruuden ja muiden aurinkokunnan kappaleiden fyysisen luonteen tutkimiseen. Jne.

Dia 1

Dia 2

Kaavan johtaminen raketin nopeudelle lentoonlähdön aikana Newtonin kolmannen lain mukaan: F1 = - F2, missä F1 on voima, jolla raketti vaikuttaa kuumiin kaasuihin ja F2 on voima, jolla kaasut hylkivät rakettia. Näiden voimien moduulit ovat yhtä suuret: F1 = F2. Se on voima F2, joka on reaktiivinen voima. Lasketaan nopeus, jonka raketti voi saavuttaa. Jos poistuvien kaasujen liikemäärä on Vg mg ja raketin liikemäärä on Vр mр, niin liikemäärän säilymislain mukaan saadaan: Vg mg = Vр mр, Mistä raketin nopeus tulee: Vр = Vг mг / mр

Dia 3

Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky Ajatuksen rakettien käytöstä avaruuslennoille esitti 1900-luvun alussa venäläinen tiedemies, keksijä ja opettaja Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Tsialkovsky kehitti rakettien liikkeen teorian, johti kaavan niiden nopeuden laskemiseksi ja ehdotti ensimmäisenä monivaiheisten rakettien käyttöä.

Dia 4

Planeetan ensimmäinen kosmonautti ja kotimaisen raketti- ja avaruusteknologian pääsuunnittelija Sergei Pavlovich Korolev on Neuvostoliiton tiedemies ja suunnittelija, kaikkien avaruuslentojen johtaja. Juri Aleksejevitš Gagarin, ensimmäinen kosmonautti, kiersi Maan 12. huhtikuuta 1961 1 tunnissa 48 minuutissa Vostok-avaruusaluksella.

Dia 5

Reaktiivinen liike Reaktiivinen liike johtuu siitä, että jokin osa siitä irtoaa kehosta ja liikkuu, minkä seurauksena keho itse saa vastakkaiseen suuntaan suuntautuvan impulssin.

Dia 6

Suihkupropulsion periaate löytää laajan käytännön sovelluksen ilmailussa ja astronautiikassa. Ulkoavaruudessa ei ole väliainetta, jonka kanssa kappale voisi olla vuorovaikutuksessa ja siten muuttaa nopeudensa suuntaa ja suuruutta. Siksi avaruuslentoihin voidaan käyttää vain suihkukoneita, ts. raketteja.

Dia 7

Visuaalinen kaavio yksivaiheisen raketin suunnittelusta. Jokaisessa raketissa, sen rakenteesta riippumatta, on aina kuori ja polttoaine, jossa on hapetinta. Kuvassa on poikkileikkaus raketista. Näemme, että raketin kuori sisältää hyötykuorman (avaruusalukset), instrumenttiosaston ja moottorin (polttokammio, pumput jne.).

Dia 8

Monivaiheiset raketit Avaruuslentokäytännöissä käytetään yleensä monivaiheisia raketteja, jotka kehittävät paljon suurempia nopeuksia ja on suunniteltu pidempiin lentoihin. Kuvassa on kaavio tällaisesta raketista. Kun ensimmäisen vaiheen polttoaine ja hapetin on kulutettu, tämä vaihe hylätään automaattisesti ja toisen vaiheen moottori ottaa vallan jne. Raketin kokonaismassan pienentäminen hylkäämällä jo tarpeeton vaihe säästää polttoainetta ja hapetinta ja lisää raketin nopeutta.

Esitys 9. luokan fysiikan tunnille aiheesta "Jet propulsion"
Materiaalin kirjoittaja: Olga Ivanovna Marchenko, korkeimman pätevyysluokan fysiikan opettaja, Kunnan oppilaitos-Secondary School No. 3, Marx, Saratovin alue
Markut, 2015.

Uuden tiedon "löydön" oppitunti 9. luokka Marchenko Olga Ivanovna, fysiikan opettaja 2013
Suihkukoneisto

Maalit. Koulutus: 1. Esitä suihkukoneiston käsite, 2. Anna esimerkkejä suihkukoneistosta luonnossa ja tekniikassa. 3. Kuvaa ohjusten tarkoitus, rakenne, toimintaperiaate ja käyttö. 4. Osaat määrittää raketin nopeuden, osaa käyttää liikemäärän säilymislakia ja Newtonin III lakia. 5. Näytä K. E. Tsiolkovskyn teosten merkitys. ja Korolev S.P. avaruusrakettien työntövoiman kehittämisessä. Koulutus: näytä fyysisen tiedon käytännön merkitys aiheesta "Jet propulsio"; lisätä opiskelijoiden työvoimaa ja luovaa aktiivisuutta, laajentaa heidän näköalojaan itsekoulutuksen avulla, Kehittävä: kehittää kykyä analysoida tosiasioita havaittaessa ilmiöitä; kehittää kulttuurivuoropuhelun taitoja, ilmaista ja perustella näkemystäsi, puolustaa tuomioiden oikeellisuutta, analysoida tuloksia.

Maailman heliosentrinen järjestelmä
Opettaja. - Tiedät kuinka aurinkokuntamme toimii. Muuten, miten se toimii?
- Nyt on aika aloittaa aurinkokunnan ympäristön yksityiskohtainen tutkimus
- Selvitetään mikä aurinko on. Mikä on aurinko?
Mikä on tällaisen rakenteen nimi? Miksi sitä kutsutaan?
- Tiedätkö, mitkä planeetat ovat osa aurinkokuntaa?
Muuten, mitkä?
I. Koulutustoiminnan motivaatio.

(lähin tähti)
Tie avaruuteen. Avaruusalus lensi pitkin avaruusreittiä ja vastaan ​​tulevat tähdet kimaltelivat ja sammuivat. Kuinka se saattoi, mistä lennoista ja vaelluksista, yhtäkkiä löytää itsensä tähtienvälisestä avaruudesta?

Suihkukoneisto
-On aika mennä avaruuteen!
On aika mennä avaruuteen! -Ota selvää: Kuinka päästä avaruuteen.
Avaruusalus lensi pitkin avaruusreittiä ja vastaan ​​tulevat tähdet kimaltelivat ja sammuivat. Kuinka se saattoi, mistä lennoista ja vaelluksista, yhtäkkiä löytää itsensä tähtienvälisestä avaruudesta?

Mutta ensin selvitetään, miksi voimme ylipäätään muuttaa?
1. Miksi voimme liikkua maan päällä?

- työnnä pois maasta
1. Miksi voimme liikkua - veden päällä?

työnnä pois vedestä
3. Miksi voimme matkustaa ilmassa?
- työnnä pois ilmasta

Mistä aloittaa avaruudessa? Kuinka muuttaa sinne?
Tehtävä 1. Suihkupallo
Johtopäätös. Ilma tulee ulos yhteen suuntaan ja pallo liikkuu toiseen suuntaan.
Tehdään vähän tutkimusta ja selvitetään, mistä keho voi työntää pois, jos ei ole mitään, mistä irrottautua.
Tehtävä 1. Suihkupallo Kaksi ihmistä ottaa siiman, johon ilmapallon sisältävä putki on kiinnitetty, ja vetää siitä. Täytä ilmapallo ja vapauta se. Mitä pallolle tapahtui? Mikä sai pallon liikkeelle?

(ilma erotettu siitä)
Johtopäätös: Ilma tulee ulos yhteen suuntaan - rattaat. siirtyy toiseen.
Ota kärry, johon on kiinnitetty ilmapallo. Täytä ilmapallo pillin läpi. Aseta kärry pöydälle ja vapauta pallo
Mitä kärrylle tapahtui? Mikä sai kärryn liikkumaan?
(ilma erotettu siitä)

Oppitunnin aihe: Jet propulsio
Reaktiivinen liike on liike, joka tapahtuu, kun jokin sen osa irtoaa kehosta tietyllä nopeudella.

Liikuntaminuutti
Näytä mielikuvituksesi ja yritä kuvata: mustekala, kalmari, meduusa, kurkku.
"Hullu" kurkku
Mustekala
Kalmari

ESIMERKKEJÄ SUITKULIIKKEESTÄ LUONTOESSA: Suihkuliike on ominaista mustekalalle, kalmarille, seepialle, meduusalle - ne kaikki poikkeuksetta käyttävät ulosheitetyn vesivirran reaktiota (rekyyliä) uimiseen

Suihkukoneisto tekniikassa
JET PROpulsion HISTORIASTA Ensimmäiset ruutiilutulitusvälineet ja merkkisoihdut otettiin käyttöön Kiinassa 1000-luvulla. 1700-luvulla taisteluohjuksia käytettiin Intian ja Englannin välisissä vihollisuuksissa sekä Venäjän ja Turkin välisissä sodissa. Suihkukoneistoa käytetään nykyään lentokoneissa, raketteissa ja avaruusaluksissa
Sinko

Raketti
Käyttää. Avaa oppikirja s. 84 ”Kanttorin suunnittelu ja toimintaperiaate”
Esimerkkejä suihkukoneistosta tekniikassa
Joten olemme löytäneet tien avaruuteen - tämä on suihkukoneisto

suuri venäläinen tiedemies ja keksijä, löysi suihkuvoiman periaatteen, jota pidetään oikeutetusti rakettitekniikan perustajana
Konstantin Eduardovich Tsiolkovski (1857-1935)
Astronautikan perustajat:

Sergei Pavlovich Korolev (1907-1966)
avaruusaluksen suunnittelija
Astronautikan perustajat:

Juri Aleksejevitš Gagarin 1934-1968
Ihmiskunnan historian ensimmäinen kosmonautti teki ensimmäisen miehitetyn avaruuslennon 12. huhtikuuta 1961 Vostok-avaruusaluksella.
Astronautin perustajat.

Dia 2

Faktoja historiasta

Dia 3

Suihkumoottori

Suihkumoottori on moottori, joka luo liikkeelle tarvittavan vetovoiman muuntamalla alkuenergian käyttönesteen suihkuvirran kineettiseksi energiaksi. Suihkumoottori luo vetovoimaa vain vuorovaikutuksessa työnesteen kanssa ilman tukea tai kosketusta muihin kehoihin. Tästä syystä sitä käytetään useimmiten lentokoneiden, rakettien ja avaruusalusten kuljettamiseen. Työneste virtaa ulos moottorista suurella nopeudella, ja liikemäärän säilymislain mukaisesti syntyy reaktiivinen voima, joka työntää moottoria vastakkaiseen suuntaan. Työnesteen nopeuttamiseksi sitä voidaan käyttää tavalla tai toisella korkeaan lämpötilaan lämmitetyn kaasun paisuntana

Dia 4

Avaruusraketti

Raketti on lentokone, joka liikkuu reaktiivisen voiman vaikutuksesta, joka syntyy, kun osa sen omasta massasta hylätään. Raketin lento ei välttämättä edellytä ympäröivän ilma- tai kaasuympäristön läsnäoloa ja on mahdollista paitsi ilmakehässä myös tyhjiössä. Raketti on ajoneuvo, joka pystyy laukaisemaan avaruusaluksen avaruuteen. Vaihtoehtoiset tavat nostaa avaruusaluksia kiertoradalle, kuten "avaruushissi", ovat vielä suunnitteluvaiheessa. Astronautin tarpeisiin käytettyjä raketteja kutsutaan kantoraketiksi, koska ne kuljettavat hyötykuormaa. Useimmiten kantoraketteina käytetään monivaiheisia ballistisia ohjuksia. Kantoraketti laukaisee maasta tai pitkän lennon tapauksessa keinotekoisen maasatelliitin kiertoradalta. Tällä hetkellä eri maiden avaruusjärjestöt käyttävät kantoraketteja Atlas V, Ariane 5, Proton, Delta IV, Sojuz-2 ja monia muita.

Dia 5

Avaruussukkulat

Shuttle on amerikkalainen uudelleenkäytettävä kuljetusavaruusalus. Sukkula laukeaa avaruuteen kantorakettien avulla, se liikkuu kiertoradalla kuin avaruusalus ja palaa maahan kuin lentokone. Oletettiin, että sukkulat rypisivät kuin sukkulat matalan Maan kiertoradan ja Maan välillä kuljettaen hyötykuormia molempiin suuntiin. Kehityksen aikana suunniteltiin, että jokainen sukkula laukaistiin avaruuteen jopa 100 kertaa. Käytännössä niitä käytetään paljon vähemmän. Syyskuuhun 2009 mennessä eniten lentoja - 37 - teki Discovery-sukkula. Vuosina 1975–1991 rakennettiin yhteensä viisi sukkulaa: Columbia (paloi laskeutuessaan vuonna 2003), Challenger (räjähti laukaisussa vuonna 1986), Discovery, Atlantis ja Endeavour. Vuoden 2010 lopussa avaruussukkula tekee viimeisen lentonsa.

Dia 6

Kalmari

Kalmari on valtamerten syvyyksien suurin selkärangaton asukas. Se liikkuu suihkun propulsion periaatteen mukaisesti, imee vettä ja työntää sen sitten valtavalla voimalla erityisen reiän - "suppilon" läpi ja suurella nopeudella (noin 70 km/h) se työntää taaksepäin. Samanaikaisesti kalmarin kaikki kymmenen lonkeroa kootaan solmuun sen pään yläpuolelle ja se saa virtaviivaisen muodon.

Dia 7

Konstantin Eduardovich Tsiolkovski

Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (1857-1935) - Venäjän ja Neuvostoliiton itseoppinut tiedemies, tutkija, opettaja. Modernin astronautiikan perustaja. Hän perusteli suihkukoneen propulsioyhtälön johtamista ja tuli johtopäätökseen tarpeesta käyttää "rakettijunia" - monivaiheisten rakettien prototyyppejä. Teosten kirjoittaja aerodynamiikasta, ilmailusta ja muista. Venäläisen kosmismin edustaja, Russian Society of World Studies Lovers -järjestön jäsen. Scifi-teosten kirjoittaja, avaruustutkimuksen ideoiden kannattaja ja propagandisti. Tsiolkovski ehdotti ulkoavaruuden asuttamista kiertorataasemien avulla, esitti ideoita avaruushissistä ja ilmatyynyaluksesta. Hän uskoi, että elämän kehitys yhdellä maailmankaikkeuden planeetoista saavuttaisi sellaisen voiman ja täydellisyyden, että tämä tekisi mahdolliseksi voittaa painovoimat ja levittää elämää kaikkialle universumissa.

Dia 8

Toimiva neste

Työkappale on materiaalikappale, joka laajenee kun siihen syötetään lämpöä ja supistuu jäähtyessään ja suorittaa lämpökoneen työkappaletta liikuttavan työn. Teoreettisessa kehityksessä käyttönesteellä on yleensä ihanteellisen kaasun ominaisuudet.

Käytännössä suihkumoottoreiden käyttönesteenä ovat hiilivetypolttoaineiden (bensiini, dieselpolttoaine jne.) palamistuotteet.