Реактивний рух: Принципи та застосування

Реактивний рух: Основні поняття

• Реактивний рух – це рух тіла, що виникає внаслідок відділення від нього частини маси з певною швидкістю.
• Приклади реактивного руху: рух гумової кульки при витіканні повітря, рух човна при викиданні весла, рух кальмарів та каракатиць, рух ракети.

Реактивний рух у природі

• Кальмари та каракатиці використовують реактивний рух, виштовхуючи воду з тіла для переміщення.
• "Скажений огірок" викидає насіння, при цьому оболонка плода відлітає в протилежний бік.

Реактивний рух у техніці

• Приклади технічного застосування реактивного руху включають віддачу при пострілі, брансбойт, рух катера з водометним рушієм, реактивні ранці, реактивний літак та ракети.
• Ракети рухаються завдяки реактивній тязі, що виникає при викиданні газового струменя (продуктів згоряння палива).

Закон збереження імпульсу для ракети

• Початковий імпульс системи (ракета + паливо) дорівнює нулю, якщо ракета не рухається.
• Закон збереження імпульсу для ракети, що миттєво спалює паливо: 0 = (маса оболонки * швидкість оболонки) - (маса газу * швидкість газу).
• Швидкість оболонки ракети визначається за формулою: (маса газу * швидкість газу) / маса оболонки.

Фактори, що впливають на швидкість ракети

• Для досягнення швидкості 8 км/с (достатньої для виходу на орбіту Землі) при швидкості струменя газу 2 км/с, маса палива має бути вчетверо більшою за масу оболонки.
• В реальності, через поступове згоряння палива та опір повітря, маса палива повинна бути у 200 разів більшою за масу оболонки.

Багатоступеневі ракети

• Багатоступеневі ракети відкидають спорожнілі ступені під час польоту для зменшення маси та збільшення швидкості.
• Перший ступінь зазвичай відкидається недалеко від поверхні землі.
• Саме завдяки багатоступеневим ракетам було здійснено перші польоти в космос.

Українські ракети

• В Україні виготовляють ракети для виведення штучних супутників на навколоземну орбіту.
• Україна продовжує дослідження космосу, що свідчить про розвиток космічної науки та технології

Приклади розв'язання задач:

• Залізна людина з фільмів про "Месників" літає завдяки реактивним двигунам у броньованому костюмі.
• Якщо працівники на катері забули закріпити чалі і відкидаючи мішки створюють реактивний рух у зворотній бік.
• Людина не може плавати як восьминіг через відсутність відповідних фізіологічних особливостей.
• Щоб наблизитися до мами на скейті, Денису потрібно відкинути м'яч у протилежну від неї сторону.
• Водометний катер використовує принцип дії реактивного двигуна, викидаючи воду для створення тяги.
• Під час запуску моделі ракети, її швидкість можна розрахувати за законом збереження імпульсу, враховуючи маси ракети та газу, а також швидкість виходу газу.