Lesoverzicht: “Straalaandrijving. Verkenning van de ruimte"

Doelen en doelstellingen:

1. Ontwikkelingsgericht: inleiding tot het gebruik van straalaandrijving.

2. Educatief: studie van het principe en de theorie van straalaandrijving.

3. Educatief: kennismaking met de geschiedenis van de ontwikkeling van straalaandrijving en de wetenschappers die hebben gewerkt aan de ontwikkeling en toepassing van straalaandrijving.

Lesmateriaal:

1. Educatieve en methodologische set “Natuurkunde 9”.

2. Affiche "Meertrapsraket".

3. Computer, videoprojector, C D Scherm "Open Fysica".

4. Model van een raket.

Lesplan.

Herhaling

Wat is impuls?

Waarom is momentum een ​​vectorgrootheid?

Hoe wordt de impuls gericht?

Wat is de meeteenheid voor impuls?

De belangrijkste eigenschap van impuls...

Waarom moet je tijdens het schieten de kolf van je wapen stevig tegen je schouder drukken?

Lesplan.

Reactieve beweging is de beweging die optreedt wanneer een bepaalde massa met een bepaalde snelheid van het systeem wordt gescheiden.

Straalaandrijving in de natuur: kwallen, inktvissen, enz.

De wet van behoud van momentum voor het raketgassysteem.

Voor het raketgassysteem hebben we, volgens de wet van behoud van momentum:

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

Omdat v 0r = 0 en v 0p = 0,

dan m g v g + m r v r = 0, vandaar

m r v r = - mg v g en

v r = - mg v g/ m r

De eerste kunstmatige satelliet van de aarde

Op 4 oktober 1957 betrad de mensheid het tijdperk van ruimteverkenning. Op deze dag werd 's werelds eerste kunstmatige Sovjet-aardsatelliet in een lage baan om de aarde gelanceerd. Sovjetwetenschappers en ingenieurs hebben de meest complexe wetenschappelijke en technische problemen opgelost die verband houden met de creatie van raket- en ruimtetechnologie en het garanderen van ruimtevluchten. Deze opmerkelijke prestatie werd een overtuigend bewijs van de onuitputtelijke capaciteiten van de menselijke geest en demonstreerde duidelijk het ongekende niveau van wetenschap en technologie in ons land.
Het lanceervoertuig, dat aan het einde van de actieve fase een eerste ontsnappingssnelheid van 7,9 km/sec had geleverd, lanceerde de satelliet in een geocentrische baan (bij de aarde) met een maximale afstand tot het aardoppervlak (op het hoogtepunt) van 947 km. en een minimale afstand (bij perigeum) van 228 km. Het gewicht van de satelliet was 83,6 kg, het lichaam had de vorm van een bal met een diameter van 0,58 m.
De eerste ruimteverkenner werkte drie weken actief. Met zijn hulp werden de eerste metingen van de atmosferische dichtheid uitgevoerd en werden gegevens over de voortplanting van radiosignalen in de ionosfeer verkregen.
De eerste banen van de satelliet werden de eerste stappen van de wereldastronautiek.

Het eerste binnenlandse passagiersvliegtuig is de Tu-104.

Straalaandrijving in de luchtvaart en artillerie.

Herhaling. Generalisatie

Volgens welk principe bewegen kwallen en inktvissen?

Wat is de essentie van straalaandrijving?

Kan een raket in de ruimte bewegen?
Kan een op het dek geïnstalleerde ventilator een zeilboot voortbewegen?
Wat bepaalt de snelheid van een raket?

Leg het idee van een meertrapsraket uit?

Huiswerk: § 22, herhaal § 21; Nrs. 351, 353 (aanvullend).

Presentatie over het onderwerp:

Presentatie over het onderwerp: Reactieve voortstuwing. Voltooid door Valeria Bashaeva, leerling van groep 10; leraar: Gilevich O.G.

"Straalaandrijving"

Leerlingen van het 10e leerjaar

Bashaeva Valeria

Docent: Gilevich O.G.

Downloaden:

Voorbeeld:

Om presentatievoorbeelden te gebruiken, maakt u een Google-account aan en logt u daarop in: https://accounts.google.com

Onderschriften van dia's:

Presentatie over het onderwerp: "Straalaandrijving" 10e klas student Valeria Bashaeva Docent: O.G Straalaandrijving.

Reactieve beweging is een beweging die optreedt als gevolg van de scheiding van een deel ervan met een bepaalde snelheid van het lichaam. De principes van straalaandrijving vinden brede praktische toepassing in de luchtvaart en ruimtevaart.

Om straalaandrijving te bereiken is er geen interactie van het lichaam met de omgeving vereist.

Uit de geschiedenis van de ontwikkeling...

Het eerste project van een bemande raket was in 1881 het project van een raket met een kruitmotor van de beroemde revolutionair Nikolai Ivanovitsj Kibalchich (1853-1881).

Nadat hij door het koninklijk hof was veroordeeld voor deelname aan de moord op keizer Alexander II, diende Kibalchich, die in de dodencel zat, tien dagen voor zijn executie, een notitie in bij de gevangenisdirectie waarin hij zijn uitvinding beschreef. Maar tsaristische functionarissen verborgen dit project voor wetenschappers. Het werd pas in 1916 bekend.

In 1903 stelde Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky het eerste ontwerp voor van een raket voor ruimtevluchten met behulp van vloeibare brandstof en leidde hij een formule af voor de snelheid van een raket. In 1929 stelde de wetenschapper het idee voor om rakettreinen (meertrapsraketten) te maken.

Lanceer voertuigapparaat

Sergei Pavlovich Korolev was de grootste ontwerper van raket- en ruimtesystemen. Onder zijn leiding werden 's werelds eerste kunstmatige satellieten van de aarde, de maan en de zon, het eerste bemande ruimtevaartuig en de eerste bemande ruimtewandeling gelanceerd.

Op 4 oktober 1957 werd in ons land de eerste kunstmatige aardsatelliet ter wereld gelanceerd. Op 3 november 1957 werd een satelliet de ruimte in gelanceerd met aan boord de hond Laika. Op 2 januari 1959 werd het eerste automatische interplanetaire station, Luna-1, gelanceerd, dat de eerste kunstmatige satelliet van de zon werd.

Op 12 april 1961 maakte Yuri Alekseevich Gagarin 's werelds eerste bemande ruimtevlucht op de Vostok-1-satelliet.

Betekenis van ruimteverkenning 1. Gebruik van satellieten voor communicatie. Implementatie van telefoon- en televisiecommunicatie. 2. Gebruik van satellieten voor de navigatie van schepen en vliegtuigen. 3. Het gebruik van satellieten in de meteorologie en voor het bestuderen van processen die plaatsvinden in de atmosfeer; het voorspellen van natuurverschijnselen. 4. Gebruik van satellieten voor wetenschappelijk onderzoek, implementatie van verschillende technologische processen in omstandigheden van gewichtloosheid, opheldering van natuurlijke hulpbronnen. 5. Het gebruik van satellieten om de ruimte en de fysieke aard van andere lichamen in het zonnestelsel te bestuderen. Enz.

Dia 1

Dia 2

Afleiding van de formule voor de snelheid van een raket tijdens het opstijgen Volgens de derde wet van Newton: F1 = - F2, waarbij F1 de kracht is waarmee de raket inwerkt op hete gassen, en F2 de kracht is waarmee de gassen de raket afstoten. De moduli van deze krachten zijn gelijk: F1 = F2. De kracht F2 is de reactieve kracht. Laten we de snelheid berekenen die de raket kan bereiken. Als het momentum van de uitgestoten gassen gelijk is aan Vg mg, en het momentum van de raket is Vр mр, dan verkrijgen we volgens de wet van behoud van momentum: Vg mg = Vр mр, Waar komt de raketsnelheid vandaan: Vр = Vг mг / mр

Dia 3

Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky Het idee om raketten te gebruiken voor ruimtevluchten werd aan het begin van de 20e eeuw naar voren gebracht door de Russische wetenschapper, uitvinder en leraar Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Tsialkovsky ontwikkelde de theorie van raketbewegingen, leidde een formule af om hun snelheid te berekenen, en was de eerste die het gebruik van meertrapsraketten voorstelde.

Dia 4

De eerste kosmonaut op aarde en de hoofdontwerper van binnenlandse raket- en ruimtetechnologie, Sergei Pavlovich Korolev, is een Sovjetwetenschapper en ontwerper, directeur van alle ruimtevluchten. Yuri Alekseevich Gagarin, de eerste kosmonaut, cirkelde op 12 april 1961 in 1 uur en 48 minuten rond de aarde met het Vostok-ruimtevaartuig.

Dia 5

Reactieve beweging Reactieve beweging ontstaat doordat een deel ervan gescheiden is van het lichaam en beweegt, waardoor het lichaam zelf een tegengesteld gerichte impuls krijgt.

Dia 6

Het principe van straalaandrijving vindt brede praktische toepassing in de luchtvaart en ruimtevaart. Er bestaat geen medium in de ruimte waarmee een lichaam zou kunnen interageren en daardoor de richting en omvang van zijn snelheid zou kunnen veranderen. Daarom kunnen alleen straalvliegtuigen worden gebruikt voor ruimtevluchten, d.w.z. raketten.

Dia 7

Een visueel diagram van het ontwerp van een eentrapsraket. Elke raket, ongeacht het ontwerp, heeft altijd een schaal en brandstof met een oxidatiemiddel. De figuur toont een dwarsdoorsnede van een raket. We zien dat de raketschaal de lading (ruimtevaartuig), het instrumentencompartiment en de motor (verbrandingskamer, pompen, enz.) omvat.

Dia 8

Meertrapsraketten In de ruimtevaartpraktijk worden meestal meertrapsraketten gebruikt, die veel hogere snelheden ontwikkelen en ontworpen zijn voor langere vluchten. De figuur toont een diagram van zo'n raket. Nadat de brandstof en het oxidatiemiddel van de eerste trap zijn verbruikt, wordt deze trap automatisch weggegooid en neemt de motor van de tweede trap het over, enz. Het verminderen van de totale massa van de raket door een toch al onnodige fase weg te gooien, bespaart brandstof en oxidatiemiddel en verhoogt de snelheid van de raket.

Presentatie voor een natuurkundeles van het 9e leerjaar over het onderwerp “Straalaandrijving”
Auteur van het materiaal: Olga Ivanovna Marchenko, natuurkundeleraar van de hoogste kwalificatiecategorie, gemeentelijke onderwijsinstelling-middelbare school nr. 3, Marx, regio Saratov
Merken, 2015.

Les van "ontdekking" van nieuwe kennis 9e leerjaar Marchenko Olga Ivanovna, natuurkundeleraar 2013
Straalaandrijving

Doelen. Educatief: 1. Geef het concept van straalaandrijving. 2. Geef voorbeelden van straalaandrijving in de natuur en technologie. 3. Beschrijf het doel, de structuur, het werkingsprincipe en het gebruik van raketten. 4. De snelheid van een raket kunnen bepalen, de wet van behoud van momentum en de wet van Newton III kunnen gebruiken. 5. Toon de betekenis van de werken van K.E. en Korolev S.P. in de ontwikkeling van de voortstuwing van ruimteraketten. Educatief: toon de praktische betekenis van fysieke kennis over het onderwerp “Straalaandrijving”; de arbeid en creatieve activiteit van studenten vergroten, hun horizon verbreden door zelfstudie, Ontwikkelingsgericht: het vermogen ontwikkelen om feiten te analyseren bij het observeren van verschijnselen; ontwikkel de vaardigheden van de culturele dialoog, druk uw standpunt uit en rechtvaardig het, verdedig de juistheid van oordelen, analyseer de resultaten.

Heliocentrisch systeem van de wereld
Docent. - Je weet hoe ons zonnestelsel werkt. Trouwens, hoe werkt het?
- Nu is het tijd om een ​​gedetailleerde studie van de omgeving van het zonnestelsel te beginnen
- Laten we eens kijken wat de zon is. Wat is de zon?
Wat is de naam van zo’n structuur? Waarom heet het zo?
- Weet jij welke planeten deel uitmaken van het zonnestelsel?
Trouwens, welke?
I. Motivatie voor onderwijsactiviteiten.

(dichtstbijzijnde ster)
Weg naar de ruimte. Het ruimteschip vloog langs de ruimteroute en de naderende sterren schitterden en gingen uit. Hoe kon het, door welke vluchten en omzwervingen, plotseling in de interstellaire ruimte terechtkomen?

Straalaandrijving
-Het is tijd om de ruimte in te gaan!
Het is tijd om de ruimte in te gaan! - Ontdek: hoe je de ruimte kunt 'bereiken'.
Het ruimteschip vloog langs de ruimteroute en de naderende sterren schitterden en gingen uit. Hoe kon het, door welke vluchten en omzwervingen, plotseling in de interstellaire ruimte terechtkomen?

Maar laten we eerst eens kijken waarom we überhaupt kunnen bewegen?
1. Waarom kunnen we ons op aarde verplaatsen?

- afzetten van de grond
1. Waarom kunnen we ons verplaatsen - over water?

uit het water duwen
3.Waarom kunnen we door de lucht reizen?
- afzetten vanuit de lucht

Waarmee te beginnen in de ruimte? Hoe daarheen te verhuizen?
Taak 1. Jetbal
Conclusie. De lucht komt in de ene richting naar buiten en de bal beweegt in de andere richting.
Laten we een beetje onderzoek doen en ontdekken waar een lichaam zich van kan afzetten als er niets is om zich van af te zetten.
Taak 1. Straalballon Twee personen nemen de vislijn waaraan de buis met de ballon is bevestigd en trekken eraan. Blaas de ballon op en laat hem los. Wat is er met de bal gebeurd? Wat zorgde ervoor dat de bal in beweging kwam?

(lucht ervan gescheiden)
Conclusie: De lucht komt in één richting naar buiten: de kinderwagen. verhuist naar een ander.
Neem een ​​karretje met een ballon eraan. Blaas de ballon op met een rietje. Plaats het karretje op het bureau en laat de bal los
Wat is er met de kar gebeurd? Wat zorgde ervoor dat de kar in beweging kwam?
(lucht ervan gescheiden)

Lesonderwerp: Straalaandrijving
Reactieve beweging is een beweging die plaatsvindt wanneer een deel ervan met een bepaalde snelheid van het lichaam wordt gescheiden.

Minuut lichamelijke opvoeding
Laat je fantasie zien en probeer het volgende uit te beelden: octopus, inktvis, kwal, komkommer.
"Gekke" komkommer
Octopus
Inktvis

VOORBEELDEN VAN JETMOTION IN DE NATUUR: Jetbeweging is kenmerkend voor octopussen, inktvissen, inktvissen en kwallen - ze gebruiken allemaal, zonder uitzondering, de reactie (terugslag) van een uitgeworpen waterstroom om te zwemmen

Straalaandrijving in technologie
UIT DE GESCHIEDENIS VAN DE JET-aandrijving Het eerste buskruitvuurwerk en signaalfakkels werden in de 10e eeuw in China gebruikt. In de 18e eeuw werden gevechtsraketten gebruikt tijdens vijandelijkheden tussen India en Engeland, maar ook in de Russisch-Turkse oorlogen. Straalaandrijving wordt nu gebruikt in vliegtuigen, raketten en ruimtevaartuigen
Raketwerper

Raket
Oefening. Open het leerboek p. 84 “Ontwerp en werkingsprincipe van een draagraket”
Voorbeelden van straalaandrijving in de technologie
We hebben dus de weg naar de ruimte gevonden: dit is straalaandrijving

grote Russische wetenschapper en uitvinder, ontdekte het principe van straalaandrijving, die met recht wordt beschouwd als de grondlegger van de rakettechnologie
Konstantin Eduardovitsj Tsiolkovsky (1857-1935)
Grondleggers van de ruimtevaart:

Sergej Pavlovitsj Korolev (1907-1966)
ontwerper van ruimteschepen
Grondleggers van de ruimtevaart:

Joeri Alekseevitsj Gagarin (1934-1968).
De eerste kosmonaut in de menselijke geschiedenis maakte op 12 april 1961 de eerste bemande ruimtevlucht met het Vostok-ruimtevaartuig.
Grondleggers van de ruimtevaart.

Dia 2

Feiten uit de geschiedenis

Dia 3

Straalmotor

Een straalmotor is een motor die de trekkracht creëert die nodig is voor beweging door de initiële energie om te zetten in de kinetische energie van de straalstroom van de werkvloeistof. Een straalmotor creëert alleen trekkracht door interactie met de werkvloeistof, zonder ondersteuning of contact met andere lichamen. Om deze reden wordt het meestal gebruikt om vliegtuigen, raketten en ruimtevaartuigen voort te stuwen. De werkvloeistof stroomt met hoge snelheid uit de motor en in overeenstemming met de wet van behoud van momentum wordt een reactieve kracht gegenereerd, die de motor in de tegenovergestelde richting duwt. Om de werkvloeistof te versnellen, kan deze worden gebruikt als een expansie van gas dat op de een of andere manier tot een hoge temperatuur is verwarmd

Dia 4

Ruimte raket

Een raket is een vliegtuig dat beweegt als gevolg van de reactiekracht die ontstaat wanneer een deel van zijn eigen massa wordt afgestoten. De vlucht van een raket vereist niet noodzakelijkerwijs de aanwezigheid van een omringende lucht- of gasomgeving en is niet alleen mogelijk in de atmosfeer, maar ook in een vacuüm. Een raket is een voertuig dat een ruimtevaartuig de ruimte in kan lanceren. Alternatieve manieren om ruimtevaartuigen in een baan om de aarde te brengen, zoals de ‘ruimtelift’, bevinden zich nog in de ontwerpfase. De raketten die voor de behoeften van de ruimtevaart worden gebruikt, worden lanceervoertuigen genoemd omdat ze een lading dragen. Meestal worden meertraps ballistische raketten gebruikt als lanceervoertuigen. Het draagraket wordt gelanceerd vanaf de aarde, of, in het geval van een lange vlucht, vanuit de baan van een kunstmatige aardsatelliet. Momenteel gebruiken ruimteagentschappen in verschillende landen lanceervoertuigen Atlas V, Ariane 5, Proton, Delta IV, Sojoez-2 en vele anderen.

Dia 5

Spaceshuttles

De Shuttle is een Amerikaans herbruikbaar transportruimtevaartuig. De shuttle wordt met behulp van draagraketten de ruimte in gelanceerd, manoeuvreert in een baan om de aarde als een ruimtevaartuig en keert als een vliegtuig terug naar de aarde. Er werd aangenomen dat de shuttles zich als shuttles tussen de lage baan om de aarde en de aarde zouden haasten en ladingen in beide richtingen zouden afleveren. Tijdens de ontwikkeling was het de bedoeling dat elk van de shuttles tot 100 keer de ruimte in zou worden gelanceerd. In de praktijk worden ze veel minder gebruikt. In september 2009 werden de meeste vluchten (37) gemaakt door de Discovery-shuttle. Van 1975 tot 1991 werden in totaal vijf shuttles gebouwd: Columbia (verbrandde bij de landing in 2003), Challenger (ontplofte bij de lancering in 1986), Discovery, Atlantis en Endeavour. Eind 2010 zal de Space Shuttle zijn laatste vlucht maken.

Dia 6

Inktvis

De inktvis is de grootste ongewervelde bewoner van de diepten van de oceaan. Hij beweegt volgens het principe van straalaandrijving, absorbeert water en duwt het vervolgens met enorme kracht door een speciaal gat - een "trechter", en met hoge snelheid (ongeveer 70 km/u) duwt het achteruit. Tegelijkertijd worden alle tien de tentakels van de inktvis in een knoop boven zijn kop verzameld en krijgt hij een gestroomlijnde vorm.

Dia 7

Konstantin Eduardovitsj Tsiolkovsky

Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (1857-1935) - Russische en Sovjet-autodidactische wetenschapper, onderzoeker, onderwijzeres. De grondlegger van de moderne ruimtevaart. Hij onderbouwde de afleiding van de straalvoortstuwingsvergelijking en kwam tot de conclusie over de noodzaak om "rakettreinen" te gebruiken - prototypes van meertrapsraketten. Auteur van werken over aerodynamica, luchtvaart en andere. Vertegenwoordiger van het Russische kosmisme, lid van de Russian Society of World Studies Lovers. Auteur van sciencefictionwerken, voorstander en propagandist van de ideeën van ruimteverkenning. Tsiolkovsky stelde voor om de ruimte te bevolken met behulp van orbitale stations, en bracht de ideeën van een ruimtelift en een hovercraft naar voren. Hij geloofde dat de ontwikkeling van het leven op een van de planeten van het heelal zo’n kracht en perfectie zou bereiken dat dit het mogelijk zou maken de zwaartekracht te overwinnen en het leven door het hele heelal te verspreiden.

Dia 8

Werkvloeistof

Het werklichaam is een materieel lichaam dat uitzet wanneer er warmte aan wordt toegevoerd en samentrekt wanneer het wordt afgekoeld en het werk verricht van het verplaatsen van het werklichaam van een warmtemotor. In theoretische ontwikkelingen heeft de werkvloeistof doorgaans de eigenschappen van een ideaal gas.

In de praktijk bestaat de werkvloeistof van straalmotoren uit de verbrandingsproducten van koolwaterstofbrandstoffen (benzine, dieselbrandstof, enz.)