УСІ УРОКИ ФІЗИКИ 10 клас

2-й семестр


МЕХАНІКА


3. Закони збереження в механіці

Урок 2/46

Тема. Реактивний рух

 

Мета уроку: ознайомити учнів з практичним застосуванням закону збереження імпульсу

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

План уроку

Контроль знань

5 хв.

1. Що таке імпульс тіла, імпульс сили?

2. Зв’язок імпульсу тіла та імпульсу сили.

3. Закон збереження імпульсу

Демонстрації

8 хв.

1. Рух реактивного візка.

2. Відео-фрагменти:

а) «Реактивний рух»;

б) «Освоєння космосу»

Вивчення нового матеріалу

22 хв.

1. Реактивний рух.

2. Принцип дії ракети

Закріплення вивченого матеріалу

10 хв.

1. Тренуємося розв’язувати задачі.

2. Контрольні запитання

 

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Реактивний рух

Кожен знає, що постріл з рушниці супроводжується віддачею. Якби вага кулі дорівнювала вазі рушниці, вони розлетілися б з однаковою швидкістю. Віддача відбувається тому, що маса газів, що викидається, створює реактивну силу, завдяки якій може бути забезпечений рух як у повітрі, так і в безповітряному просторі.

І чим більша маса й швидкість газів, що викидаються, тим більшу силу віддачі відчуває наше плече; чим сильніша реакція рушниці, тим більша реактивна сила. Це легко пояснити, беручи до ваги закон збереження імпульсу, відповідно до якого векторна сума імпульсів тіл, що становлять замкнуту систему, залишається постійною за будь-яких рухів і взаємодій тіл системи.

На принципі віддачі ґрунтується реактивний рух. У ракеті (в результаті згоряння палива) гази, нагріті до високої температури, викидаються із сопла з великою швидкістю відносно ракети.

Ø  Реактивним рухом називають рух, що виникає в тілі в результаті відокремлення від нього з певною швидкістю певної його частини.

Реактивний рух особливо важливе практичне значення має під час надання руху реактивним літакам і ракетам. Ракетні двигуни чудові тим, що здатні працювати не лише в повітрі, але й у безповітряному просторі, оскільки кисень, необхідний для горіння палива, входить до його складу. Тому вони використовуються для польотів у верхніх, дуже розріджених шарах атмосфери, для виведення на орбіту штучних супутників Землі, руху космічних кораблів.

2. Принцип дії ракети

Ø  Реактивний двигун — це двигун, що перетворює хімічну енергію палива на кінетичну енергію газового струменя, при цьому двигун дістає швидкість у зворотному напрямі.

Із сопла ракети з величезною швидкістю вилітають продукти згоряння палива (розпечені гази) і, відповідно до закону збереження імпульсу, ракета отримує найсильніший «поштовх» у протилежному напрямі:

Тут mоб — маса оболонки ракети; mт — маса газів; 0б і г — швидкості оболонки й газу після викидання палива, відповідно. З цієї формули дістаємо:

image287

Отже, швидкість оболонки тоді буде більшою, коли буде більшою швидкість викинутого газу та його маса. Реальна швидкість ракети буде значно меншою, оскільки поблизу Землі спостерігається опір повітря, і паливо повністю згоряє не відразу, а поступово. При цьому маса ракети також зменшується поступово. Закони руху тіл змінної маси набагато складніші. Вони були досліджені вченими І. В. Мещерським і К. Е. Ціолковським.

 

Запитання до учнів під час викладу нового матеріалу

1. Який закон пояснює реактивний рух?

2. На яких дослідах можна спостерігати реактивний рух?

3. Від чого відштовхується ракета, розганяючись у космосі?

4. Від чого залежить швидкість ракети?

 

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1). Тренуємося розв'язувати задачі

1. Яку силу тяги розвиває реактивний двигун, який щосекунди викидає 10 кг продуктів згоряння палива зі швидкістю 3 км/с відносно ракети?

2. Візок масою 120 кг котиться зі швидкістю 6 м/с. Людина, яка біжить назустріч візку зі швидкістю 9 км/год., стрибає у візок. З якою швидкістю v рухається після цього візок, якщо маса людини — 60 кг?

3. З нерухомого човна, маса якого разом з людиною дорівнює 255 кг, кидають на берег весло масою 5 кг з горизонтальною швидкістю відносно землі 10 м/с. Яку швидкість дістає човен?

2). Контрольні запитання

1. Чому ракета може рухатись у вакуумі?

2. Чи є реактивним рух гвинтового літака?

3. Чому для запуску космічних кораблів з поверхні Землі використовують багатоступеневі ракети?

 

Що ми дізналися на уроці

•  Реактивним рухом називають рух, що виникає в тілі в результаті відокремлення від нього з певною швидкістю певної його частини.

  Реактивний двигун — це двигун, що перетворює хімічну енергію палива на кінетичну енергію газового струменя, при цьому двигун дістає швидкість у зворотному напрямі.

•  Швидкість оболонки ракети тим більша, чим більшою є швидкість викинутого газу й чим більша його маса:

image288

 

Домашнє завдання

1. П.: § 33.

2. 36.:

р1) - 16.8; 16.9; 16.10; 16.16;

р2) - 16.24; 16.25; 16.29; 16.30;

р3) - 16.39; 16.40; 16.44; 16.45.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити