Проект «Ноги, крылья и … реактивный двигатель»

• 23 мая 2011

Конкурс «Детский исследовательский проект»

Номинация «Окружающий мир»

Готовясь к празднованию Нового Года, я украшала квартиру воздушными шариками. Когда я надувала шарики, то один из них вырвался из рук и с большой скоростью полетел от меня в противоположную сторону. Я задала себе вопрос: что же произошло с шариком? Родители объяснили, что это реактивное движение. Неужели шарик летает так же, как ракета?

Гипотеза, которую я выдвинула в ходе исследования: возможно, реактивное движение встречается в природе и повседневной жизни.

Цели работы:

• изучить физические принципы реактивного движения
• выявить, где в природе и повседневной жизни встречается реактивное движение.

Чтобы подтвердить или опровергнуть мою гипотезу, я поставила перед собой задачи:

• провести опыты, иллюстрирующие реактивное движение,
• прочитать научно-популярную литературу о реактивном движении,
• найти соответствующие материалы в Интернете,
• создать презентацию по данной темe.

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Реактивное движение применялось еще при изготовлении первых пороховых фейерверочных и сигнальных ракет в Китаев Xвеке. В конце XVIII века индийские войска в борьбе с английскими колонизаторами использовали боевые ракеты на чёрном дымном порохе. В России пороховые ракеты были приняты на вооружение в начале XIX века.

Во время Великой Отечественной войны немецкие войска применяли баллистические ракеты Фау-2, обстреливая английские и бельгийские города. Советские войска с большим успехом использовали установки залпового огня «Катюша».

Прародители реактивных двигателей:

• греческий математик и механик Герон Александрийский (Приложение 2.1), создатель эолипила (геронов шар);
• венгерский ученый Янош Сегнер (Приложение 2.3),который создал "сегнерово колесо";
• Первым применить реактивное движение для полетов в космос предложил Н. И. Кибальчич;
• Дальнейшая теоретическая разработка ракетоплавания принадлежит русскому ученому Циолковскому К.Э.
• Его труды вдохновили С.П.Королёва на создание летательных аппаратов для полета человека в космос. Благодаря его идеям впервые в мире был осуществлен запуск искусственного спутника Земли ( 04.10.57г) и первого пилотируемого ИСЗ с летчиком - космонавтом на борту Ю.А. Гагариным ( 12 апреля 1961 г.).

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РЕАКТИВНОГО ДВИЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО РАКЕТЫ

Реактивное движение основано на принципе действия и противодействия: если одно тело воздействует на другое, то при этом на него самого будет действовать точно такая же сила, но направленная в противоположную сторону.

Я провела опыт, который доказывает, что каждому действию есть равное противодействие. (видеофрагмент )

Современная космическая ракета это очень сложный и тяжелый летательный аппарат, состоящий из сотен тысяч и миллионов деталей. Она состоит из рабочего тела (т. е. раскаленных газов, образующихся в результате сгорания топлива и выбрасываемых в виде реактивной струи) и конечной "сухой" массы ракеты, остающейся после выброса из ракеты раскаленных газов (это оболочка ракеты, т. е. системы жизнеобеспечения космонавтов, аппаратура и т. д.).

Для достижения космических скоростей применяют многоступенчатые ракеты. Когда реактивная газовая струя выбрасывается из ракеты, сама ракета устремляется в противоположную сторону, разгоняясь до 1-й космической скорости: 8 км/с.

Я провела опыт по взаимодействию тележек и доказала, что чем больше масса топлива, тем большую скорость приобретает ракета. Значит для полетов космос требуется огромное количество топлива.

РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ В ПРИРОДЕ

Итак, где же в природе встречается реактивное движение? Рыбы плавают, птицы летают, звери бегают. Вроде бы все просто. Как бы не так. Охота к перемене мест у животных не каприз, а суровая необходимость. Хочешь есть – умей шевелиться. Не хочешь, чтобы тебя съели – умей улизнуть. Чтобы быстро передвигаться в пространстве, нужно развивать большие скорости.

Для этого, например, морской гребешок – обзавелся реактивным двигателем. Он энергично выбрасывает из раковины воду и пролетает расстояние, которое в 10-20 раз больше его собственной длины! Сальпа, личинки стрекоз, рыбы– все они используют принцип реактивного движения, для перемещения в пространстве. Осьминог развивает скорость до 50 км/час и это благодаря реактивной тяге. Он даже по суше может прогуляться, т.к. есть у него на этот случай запас воды за пазухой. Кальмар – самый крупный беспозвоночный обитатель океанских глубин передвигается по принципу реактивного движения.

Примеры реактивного движения можно обнаружить и в мире растений. В южных странах (и у нас на побережье Черного моря тоже) произрастает растение под названием «бешеный огурец». Стоит только слегка прикоснуться к созревшему плоду, похожему на огурец, как он отскакивает от плодоножки, а через образовавшееся отверстие из плода фонтаном со скоростью до 10 м/с вылетает жидкость с семенами. Сами огурцы при этом отлетают в противоположном направлении. Стреляет бешеный огурец (иначе его называют «дамский пистолет») более чем на 12 м.

В быту на примере душа на гибком шланге можно увидеть проявление реактивного движения. Стоит только пустить в душ воду, как рукоятка с распылителем на конце отклонится в противоположную вытекающим струям сторону.

На принципе реактивного движения основана работа дождевальных установок для полива посадок в садах и огородах. Напор воды вращает головку с распылителями воды.

Принцип реактивного движения помогает движению пловца. Чем сильнее пловец отталкивает воду назад, тем быстрее он плывёт. Инженеры уже создали двигатель, подобный двигателю кальмара. Его называют водометом.  

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы:

1. Я выяснила, что принцип реактивного движения это - физический закон действия и противодействия

2. Экспериментальным путем подтвердила зависимость скорости движения тела от массы, действующего на него другого тела.

3. Убедилась, что реактивное движение встречается в технике, быту и природе и даже мультфильмах. 

4. Теперь, зная о реактивном движении, я могу избежать многих неприятностей, например, спрыгивая с лодки на берег, стреляя из ружья, включая душ и т. д.

Итак, я могу утверждать, что гипотеза, выдвинутая мною подтвердилась: принцип реактивного движения очень распространен в природе и повседневной жизни.

ЛИТЕРАТУРА

• Книга для чтения по физике 6-7 класс.И.Г.Кириллова,- М: Просвещение, 1978. -97-99с
• Физика – юным для внеклассного чтения 7 класс. М.Н. Алексеева,-М: Просвещение,1980.- 113 с
• Здравствуй,физика .Л.Я.Гальперштейн,-М: Детская литература , 1967. – 39-41с
• Энциклопедия Наука .А.Крейг,К.Росни ,-М: Росмэн,1997.- 29 с
• Привет осьминогу .Журнал «Миша», 1995, № 8 , 12-13с
• Ноги,крылья и даже …реактивный двигатель.Журнал «Миша», 1995, № 8 , 14с
• Википедия: -ru.wikipedia.org

Автор: Власова Юлия, ученица 4 А класса МОУ СОШ № 16 с углубленны изучением отдельных предметов, город Лысьва Пермского края. Руководители: Калашникова Л.В., классный руководитель 4 А класса, Увицкая Е.С., учитель физики МОУ СОШ № 16 с углубленны изучением отдельных предметов, город Лысьва Пермского края.