загрузка...
-->
Конспект уроку (10 клас) Реактивний рух. Ракети. PDF Печать E-mail

Конспект уроку (10 клас) Реактивний рух. Ракети.
Мета уроку: ознайомити учнів з практичним використанням закону збереження імпульсу, навчити учнів застосовувати свої знання для розв’язання конкретних задач. Розвивати образне та критичне мислення, творчу уяву. Виховувати почуття відповідальності, працелюбність, самостійність, уважність.
Обладнання: плакат, підручник
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу
Орієнтовний план проведення уроку
І. Організаційна частина (2 хв)
ІІ. Повторення вивченого матеріалу й набутих знань і умінь (5 хв)
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності (2 хв)
IV. Оголошення теми й мети уроку (2 хв)
V. Вивчення нового матеріалу (30 хв)
VI. Закріплення вивченого матеріалу (4 хв)
Хід уроку
І. Організаційна частина
• Перевірка присутніх.
• Призначення чергових.
ІІ. Актуалізація опорних знань учнів
1. Як пов’язана зміна імпульсу тіла з імпульсом сили, що діє на це тіло?
2. Чому в разі удару виникають великі сили?
3. Парашутист рівномірно опускається на парашуті. Чи змінюєть¬ся при цьому імпульс парашутиста?
4. Підвішена на нитці кулька розгойдується. У яких точках траєк¬торії імпульс кульки дорівнює нулю?
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності
Завдяки чому можуть рухатися люди, автомобілі, потяги, тварини? Чому літають планери, птахи, метелики? Чому плавають риби, катери, підводні човни? Відпо¬відь є простою: усі перелічені тіла рухаються тому, що від чогось відштовхують¬ся: людина, тварина, автомобіль, потяг — від поверхні Землі; планери, птахи, метелики — від повітря; риби та катери — від води. А як у випадку з космічним літальним апаратом? Адже для того, щоб почати рух або змінити швидкість, він має від чогось відштовхнутись, а в космосі такої можливості немає. Проте кос¬мічні кораблі літають у відкритий космос, виконують маневри, повертаються на Землю. Від чого ж вони відштовхуються? З'ясуємо.

IV. Повідомлення теми, мети, завдань уроку
Учитель записує на дошці тему уроку, повідомляє навчальну мету та визначає завдання уроку.
V. Вивчення нового матеріалу
Реактивний рух
Відомо, що швидкість тіла може змінитися лише в результа¬ті дії на це тіло інших тіл. Кожен із нас під час бігу й ходьби від¬штовхує Землю назад, а та, у свою чергу, штовхає наше тіло впе¬ред. Одна із сил взаємодії між пропелером літака й повітрям надає руху літаку, інша відкидає повітря назад. Так само й корабельний гвинт, відкидаючи воду назад, разом із кораблем рухається вперед.
Від чого відштовхується гармата в процесі віддачі? Від снаря¬да: штовхаючи снаряд, гармата, відповідно до закону збереження імпульсу, сама відштовхується від нього. Рух ракети в цьому ро¬зумінні нагадує рух гармати під час віддачі: ракета з величезною швидкістю викидає продукти згоряння палива (розпечені гази) і, відповідно до закону збереження імпульсу, сама отримує поштовх у протилежному напрямку.
- Реактивним рухом називають рух, який виникає в тіла в ре¬зультаті відокремлення від нього з деякою швидкістю певної його частини.
Особливо важливе практичне значення реактивний рух має для надання руху реактивним літакам і ракетам. Ракетні двигуни чудові тим, що здатні працювати не лише в повітрі, але й у безпо¬вітряному просторі, оскільки кисень, необхідний для горіння па¬лива, входить до його складу. Тому вони використовуються для по¬льотів у верхніх, надзвичайно розріджених, шарах атмосфери для виведення на орбіту штучних супутників Землі, руху космічних кораблів.
Принцип дії ракети
Із сопла ракети з величезною швидкістю вилітають продукти згоряння палива (розпечені гази) і, відповідно до закону збережен¬ня імпульсу, сама ракета отримує найсильніший «поштовх» у про¬тилежному напрямку: mобυоб + mгυг =0.
Тут mоб — маса оболонки ракети, mг — маса газів, υоб і υг — відповідно швидкості оболонки й газу після викидання палива. З цієї формули можна отримати, що

Отже, швидкість оболонки тим більша, чим більша швидкість викинутого газу й чим більша його маса. Реальна швидкість ра¬кети буде значно меншою, оскільки поблизу Землі помітний опір повітря і паливо згоряє не відразу цілком, а поступово. При цьо¬му маса ракети також зменшується поступово. Закони руху тіл змінної маси набагато складніші. Вони були досліджені вченими І. В. Мещерським і К. Е. Ціолковським.
Освоєння космосу
Особливе місце серед проектів застосування реактивного прин¬ципу польоту посідає проект М. І. Кібальчича, відомого революці¬онера, який, незважаючи на коротке життя (1853–1881), залишив глибокий слід в історії науки й техніки. Він, по суті, першим запро¬понував не ракетний двигун, пристосований до якого-небудь уже створеного літального апарата, як це робили інші винахідники, а цілком новий (ракетодинамічний) апарат, прообраз сучасних пі¬лотованих космічних засобів, у яких тяга ракетних двигунів слугує для безпосереднього створення піднімальної сили, що підтримує апарат у польоті. Літальний апарат Кібальчича мав функціонувати за принципом ракети.
Але оскільки Кібальчич потрапив до в’язниці за замах на царя Олександра II, то проект його літального апарата було виявлено лише в 1917 році в архіві департаменту поліції.
Першим, хто вирішив продовжити дослідження, був росій¬ський учений К. Е. Ціолковський (1857–1935). Реактивним прин¬ципом руху він почав цікавитися дуже рано. Уже в 1883 році він дав опис корабля з реактивним двигуном, а в 1903 році Ціолков¬ський уперше у світі запропонував схему рідинної ракети. Ідеї Ціолковського набули загального визнання ще у 20-ті роки ХХ ст. Блискучий продовжувач його справи С. П. Корольов за місяць до запуску першого штучного супутника Землі говорив, що ідеї і праці Костянтина Едуардовича все більше привертатимуть до себе увагу — у міру розвитку ракетної техніки, у чому виявився абсо¬лютно правий!
Великий внесок у теорію освоєння космосу зробив також наш співвітчизник Юрій Васильович Кондратюк. Незалежно від Ціолковського він вивів основне рівняння руху ракети, навів схему й опис багатоступеневої ракети. Найвідомішим досягненням Кон¬дратюка є розрахунок оптимальної траєкторії польоту до інших планет («траса Кондратюка»). Цю ідею було реалізовано в польо¬тах на Місяць серії американських космічних кораблів «Аполлон».
Запуск першого штучного супутника Землі було здійснено під керівництвом С. П. Корольова, який народився в Житомирі й на¬вчався в Київському політехнічному інституті. І серед космонавтів були сини України: Павло Попович, Георгій Шонін і десятки ін¬ших. Першим космонавтом незалежної України став Леонід Каде¬нюк.
Наразі за допомогою космічних кораблів успішно досліджу¬ються планети Сонячної системи. Міжпланетні станції «Венера», «Марс», «Вега», «Вояджер» і «Піонер» дозволили досліджувати атмосферу й поверхню Венери й Марса, отримати детальні фото¬графії з відносно близької відстані всіх планет та їхніх супутників.

ЗАДАЧІ ДЛЯ РОЗВ’ЯЗАННЯ НА УРОЦІ
1. Яку силу тяги розвиває реактивний двигун, який щосекунди викидає 10 кг продуктів згоряння палива зі швидкістю 3 км/с відносно ракети?
Розв’язання. Скористаймося другим законом Ньютона в ім¬пульсній формі й обчислимо силу, що діє на продукти згоряння палива, які викидаються:  . Тут ∆m — маса про¬дуктів згоряння, що викидаються за час ∆t. Відповідно до тре¬тього закону Ньютона, сила тяги (сила, з якою продукти зго¬ряння діють на ракету) дорівнює за модулем обчисленій силі.
2. Візок масою 1120m= кг котиться зі швидкістю v16= м/с. Люди¬на, яка біжить назустріч візку зі швидкістю v29= км/год, стри¬бає у візок. З якою швидкістю v рухається після цього візок, якщо маса людини 260m= кг?
3. З нерухомого човна, маса якого разом із людиною дорівнює 255 кг, на берег кидають весло масою 5 кг із горизонтальною швидкістю відносно землі 10 м/с. Якої швидкості набуває чо¬вен?

Домашнє завдання
1. П.: _________________________________________________

 

Яндекс.Метрика >