2. 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: т_об д_об + т_ти_т = 0.

Тут ш_1к — маса оболонки ракети, ш_й — маса газів, и_об і и_т — відповідно швидкості оболонки й газу після викидання палива. З цієї формули можна отримати, що

V , = V —— .

'"об

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.

3. 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

„ Ар vАm „

палива, які викидаються: г = д^ = ' Тут Ат — маса про

дуктів згоряння, що викидаються за час А/. 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 т₁ = 120 кг котиться зі швидкістю v₁ = 6 м/с. Люди на, яка біжить назустріч візку зі швидкістю v₂ = 9 км/год, стри бає у візок. З якою швидкістю V рухається після цього візок, якщо маса людини т₂ = 60 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?

Наприкінці уроку учні виконують самостійну роботу № 8.

Домашнє завдання

1. П.:

2. Зб.: р1 — № 11.7; 11.12; 11.13; 11.20;

р2 — № 11.11; 11.26; 11.30; 11.32; р3 — № 11.33; 11.36; 11.37; 11.42.

УРОК 17/29

Тема. Механічна робота. Потужність

Мета уроку: розкрити фізичний зміст понять роботи й потужності. Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

ПЛАН УРОКУ

Демонстрації	5 хв	1. Визначення роботи під час переміщення бруска горизонтальною поверхнею. 2. Визначення роботи й потужності під час підйому вантажів на різну висоту
Вивчення нового матеріалу	30 хв	1. Механічна робота. 2. Робота різних сил. 3. Потужність
Закріплення вивченого матеріалу	10 хв	1. Учимося розв'язувати задачі. 2. Контрольні запитання

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ