Реактивное Движение
Published on Nov 18, 2015
No Description
MORE DECKS TO EXPLORE
PRESENTATION OUTLINE
РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ
Photo by NASA APPEL
При взаимодействии тел импульс одного тела может частично или полностью
передаваться другому телу. Если на систему тел не действуют внешние силы со
стороны других тел, то такая система называется замкнутой.
В замкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему,
остается постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой.
Этот фундаментальный закон природы называется законом сохранения импульса.
Он является следствием из второго и третьего законов Ньютона.
Photo by NASA APPEL
Закон сохранения импульса во многих случаях позволяет находить скорости взаимодействующих тел даже тогда, когда значения действующих сил неизвестны. Примером может служить реактивное движение.
Photo by id-iom
Под реактивным понимают движение тела,
возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно тела. При этом возникает т.н. реактивная сила, сообщающая телу ускорение.
Реактивное движение, используемое ныне в самолетах, ракетах и космических снарядах, свойственно осьминогам, кальмарам, каракатицам, медузам – все они, без исключения, используют для плавания реакцию (отдачу) выбрасываемой струи воды.
Photo by itsjustkate
Среди растений реактивное движение встречается у созревших плодов бешеного огурца.При созревании растения его плод отцепляется от плодоножки.Под большим давлением из плода выбрасывается жидкость с семенами, которая направлена в противоположное направление движению плода.
Рассмотрим в качестве примера действие реактивного двигателя. При сгорании топлива в камере сгорания ракеты образуются газы, нагретые до высокой температуры.
При действии двигателя в течение короткого интервала времени t из сопла ракеты выбрасываются со скоростью u относительно ракеты горячие газы массой m.
Ракета и выбрасываемые ее двигателем газы взаимодействуют между собой.
На основании закона сохранения импульса при отсутствии внешних сил сумма векторов импульсов взаимодействующих тел остается постоянной.
До начала работы двигателей импульс ракеты и горючего был равен нулю, следовательно, и после включения сумма изменений векторов импульса ракеты и импульса истекающих газов равна нулю (где m - масса ракеты, V - изменение скорости ракеты, m - масса газов, u - скорость истечения газов)
Отсюда для векторов импульса получаем:
Разделим обе части равенства на интервал времени t, в течение которого работали двигатели ракеты:
или:
Произведение массы ракеты m на ускорение ее движения a по определению равно силе, вызывающей это ускорение:
Таким образом, мы показали, что реактивная сила тяги Fp равна произведению скорости u движения выбрасываемых газов относительно ракеты на секундный расход топлива m/t.
Реактивная сила тяги Fp действует со стороны газов на ракету и направлена в сторону, противоположную направлению истечения газов.
Выражение
есть уравнение динамики тела переменной массы для случая, когда внешние силы равны нулю.
Если же на ракету, кроме реактивной силы Fp, действует внешняя сила F, то уравнение динамики движения примет вид:
Это уравнение получено профессором Петербургского университета
И. В. Мещерским и носит его имя.
Все виды движения не возможны без взаимодействия тел данной системы с окружающей средой. А для осуществления реактивного движения не требуется взаимодействия тела с окружающей средой.
ПРЕЗЕНТАЦИЮ ПОДГОТОВИЛА
АЛЛАМБЕРГЕНОВА АСАЛЬ
