Jetfremdrift i natur og teknologi. Presentasjon om temaet "Jet fremdrift i naturen" Jet fremdrift i naturen kort

Jet fremdrift innen natur og teknologi

ABSTRAKT OM FYSIKK

Jet fremdrift- bevegelse som oppstår når en del av den er skilt fra kroppen med en viss hastighet.

Reaktiv kraft oppstår uten interaksjon med ytre kropper.

Anvendelse av jetfremdrift i naturen

Mange av oss i våre liv har møtt maneter mens de svømte i sjøen. I alle fall er det nok av dem i Svartehavet. Men få mennesker trodde at maneter også bruker jetfremdrift for å bevege seg. I tillegg er det slik øyenstikkerlarver og enkelte typer marint plankton beveger seg. Og ofte er effektiviteten til marine virvelløse dyr ved bruk av jetfremdrift mye høyere enn for teknologiske oppfinnelser.

Jetfremdrift brukes av mange bløtdyr - blekksprut, blekksprut, blekksprut. For eksempel beveger et havskjellbløtdyr seg fremover på grunn av den reaktive kraften til en vannstrøm som kastes ut av skallet under en skarp kompresjon av ventilene.

Blekksprut

Blekksprut, som de fleste blekksprut, beveger seg i vann på følgende måte. Hun tar vann inn i gjellehulen gjennom en sidespalte og en spesiell trakt foran kroppen, og kaster deretter energisk ut en vannstrøm gjennom trakten. Blekkspruten dirigerer traktrøret til siden eller bakover, og når den raskt presser vann ut av det, kan den bevege seg i forskjellige retninger.

Salpaen er et marint dyr med en gjennomsiktig kropp når den beveger seg, mottar den vann gjennom frontåpningen, og vannet kommer inn i et bredt hulrom, hvor gjellene strekkes diagonalt. Så snart dyret tar en stor slurk vann, lukkes hullet. Deretter trekker de langsgående og tverrgående musklene i salpen seg sammen, hele kroppen trekker seg sammen, og vann presses ut gjennom den bakre åpningen. Reaksjonen til den unnslippende strålen skyver salpaen fremover.

Blekksprutens jetmotor er av størst interesse. Blekkspruten er den største virvelløse innbyggeren på havdypet. Blekksprut har oppnådd den høyeste perfeksjon innen jetnavigasjon. Selv kroppen deres, med dens ytre former, kopierer raketten (eller bedre sagt, raketten kopierer blekkspruten, siden den har udiskutabel prioritet i denne saken). Når den beveger seg sakte, bruker blekkspruten en stor diamantformet finne som med jevne mellomrom bøyer seg. Den bruker en jetmotor for å kaste raskt. Muskelvev - mantelen omgir bløtdyrets kropp på alle sider. Volumet av hulrommet er nesten halvparten av blekksprutens kropp. Dyret suger vann inne i mantelhulen, og kaster deretter skarpt ut en vannstrøm gjennom en smal dyse og beveger seg bakover med høyhastighetsskyv. Samtidig er alle de ti tentaklene til blekkspruten samlet til en knute over hodet, og den får en strømlinjeformet form. Dysen er utstyrt med en spesiell ventil, og musklene kan rotere den og endre bevegelsesretningen. Blekksprutmotoren er veldig økonomisk, den er i stand til å nå hastigheter på opptil 60 - 70 km/t. (Noen forskere mener at selv opp til 150 km/t!) Ikke rart blekkspruten kalles en «levende torpedo». Ved å bøye de buntede tentaklene til høyre, venstre, opp eller ned, snur blekkspruten i en eller annen retning. Siden et slikt ratt er veldig stort sammenlignet med selve dyret, er dens lette bevegelse nok til at blekkspruten, selv i full fart, lett unngår en kollisjon med en hindring. En skarp sving på rattet - og svømmeren skynder seg i motsatt retning. Så han bøyde enden av trakten bakover og glir nå hodet først. Han bøyde den til høyre - og jetskyvet kastet ham til venstre. Men når du trenger å svømme raskt, stikker trakten alltid ut rett mellom tentaklene, og blekkspruten suser med halen først, akkurat som en kreps ville løpe - en rask vandrer utstyrt med smidigheten til en racer.

Hvis det ikke er nødvendig å forhaste seg, svømmer blekksprut og blekksprut med bølgende finner - miniatyrbølger renner over dem fra forsiden til baksiden, og dyret glir grasiøst, av og til presser seg selv også med en vannstrøm som kastes ut under mantelen. Da er de individuelle støtene som bløtdyret mottar i øyeblikket av utbrudd av vannstråler tydelig synlige. Noen blekksprut kan nå hastigheter på opptil femtifem kilometer i timen. Det ser ut til at ingen har gjort direkte målinger, men dette kan bedømmes ut fra hastigheten og flyrekkevidden til flygende blekksprut. Og det viser seg at blekkspruter har slike talenter i familien! Den beste piloten blant bløtdyr er blekkspruten Stenoteuthis. Engelske sjømenn kaller det en flygende blekksprut ("flying squid"). Dette er et lite dyr på størrelse med en sild. Den jager fisk med en slik hastighet at den ofte hopper opp av vannet og skummer over overflaten som en pil. Han tyr til dette trikset for å redde livet fra rovdyr - tunfisk og makrell. Etter å ha utviklet maksimal jetkraft i vannet, tar pilotblekkspruten av i luften og flyr over bølgene i mer enn femti meter. Høydepunktet for en levende raketts flukt ligger så høyt over vannet at flygende blekksprut ofte havner på dekkene til havgående skip. Fire til fem meter er ikke en rekordhøyde som blekksprut stiger til himmelen til. Noen ganger flyr de enda høyere.

Den engelske bløtdyrforskeren Dr. Rees beskrev i en vitenskapelig artikkel en blekksprut (bare 16 centimeter lang), som etter å ha fløyet et godt stykke gjennom luften, falt på broen til en yacht, som hevet seg nesten syv meter over vannet.

Det hender at mange flygende blekksprut faller på skipet i en glitrende kaskade. Den eldgamle forfatteren Trebius Niger fortalte en gang en trist historie om et skip som angivelig sank under vekten av flygende blekksprut som falt på dekk. Blekksprut kan ta av uten akselerasjon.

Blekkspruter kan også fly. Den franske naturforskeren Jean Verani så hvordan en vanlig blekksprut akselererte i et akvarium og plutselig hoppet baklengs opp av vannet. Etter å ha beskrevet en rundt fem meter lang bue i luften, falt han tilbake i akvariet. Da blekkspruten økte fart for å hoppe, beveget den seg ikke bare på grunn av jet-kraft, men rodde også med tentaklene.
Baggy blekkspruter svømmer selvfølgelig dårligere enn blekksprut, men i kritiske øyeblikk kan de vise rekordklasse for de beste sprinterne. California Aquarium-ansatte prøvde å fotografere en blekksprut som angrep en krabbe. Blekkspruten stormet mot byttet sitt med en slik hastighet at filmen, selv ved filming i de høyeste hastighetene, alltid inneholdt fett. Dette betyr at kastet varte i hundredeler av et sekund! Vanligvis svømmer blekksprut relativt sakte. Joseph Seinl, som studerte vandringene til blekksprut, beregnet: en halvmeter stor blekksprut svømmer gjennom havet med en gjennomsnittshastighet på omtrent femten kilometer i timen. Hver vannstråle som kastes ut av trakten skyver den fremover (eller rettere sagt, bakover, siden blekkspruten svømmer bakover) to til to og en halv meter.

Jet motion kan også finnes i planteverdenen. For eksempel spretter de modne fruktene til den "gale agurken", med den minste berøring, av stilken, og en klebrig væske med frø kastes kraftig ut av det resulterende hullet. Selve agurken flyr av gårde i motsatt retning opp til 12 m.

Når du kjenner loven om bevaring av momentum, kan du endre din egen bevegelseshastighet i åpent rom. Hvis du er i en båt og har flere tunge steiner, så kaster du stein på bestemt side du vil bevege deg i motsatt retning. Det samme vil skje i verdensrommet, men der bruker de jetmotorer til dette.

Alle vet at et skudd fra en pistol er ledsaget av rekyl. Hvis vekten av kulen var lik vekten av pistolen, ville de fly fra hverandre med samme hastighet. Rekyl oppstår fordi den utkastede massen av gasser skaper en reaktiv kraft, takket være hvilken bevegelse kan sikres både i luft og i luftløst rom. Og jo større massen og hastigheten til de strømmende gassene er, desto større rekylkraft føler skulderen vår, jo sterkere reaksjonen til pistolen, desto større blir den reaktive kraften.

Anvendelse av jetfremdrift i teknologi

I mange århundrer har menneskeheten drømt om romfart. Science fiction-forfattere har foreslått en rekke måter å nå dette målet. På 1600-tallet dukket det opp en historie av den franske forfatteren Cyrano de Bergerac om en flytur til månen. Helten i denne historien nådde Månen i en jernvogn, som han hele tiden kastet en sterk magnet over. Tiltrukket av ham steg vognen høyere og høyere over jorden til den nådde Månen. Og baron Munchausen sa at han klatret til månen langs en bønnestilk.

På slutten av det første årtusen e.Kr. oppfant Kina jetfremdrift, som drev raketter - bambusrør fylt med krutt, de ble også brukt som moro. Et av de første bilprosjektene var også med jetmotor og dette prosjektet tilhørte Newton

Forfatteren av verdens første prosjekt av et jetfly beregnet på menneskelig flukt var den russiske revolusjonære N.I. Kibalchich. Han ble henrettet 3. april 1881 for sin deltagelse i attentatforsøket på keiser Alexander II. Han utviklet prosjektet sitt i fengselet etter å ha blitt dømt til døden. Kibalchich skrev: «Mens jeg var i fengsel, noen dager før min død, skriver jeg på dette prosjektet. Jeg tror på gjennomførbarheten av ideen min, og denne troen støtter meg i min forferdelige situasjon... Jeg vil stille døden i møte, vel vitende om at ideen min ikke vil dø sammen med meg.»

Ideen om å bruke raketter til romfart ble foreslått på begynnelsen av dette århundret av den russiske forskeren Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. I 1903 dukket det opp en artikkel av Kaluga gymnasiumlærer K.E. Tsiolkovsky "Utforskning av verdensrom ved hjelp av reaktive instrumenter." Dette arbeidet inneholdt den viktigste matematiske ligningen for astronautikk, nå kjent som "Tsiolkovsky-formelen", som beskrev bevegelsen til et legeme med variabel masse. Deretter utviklet han et design for en rakettmotor med flytende brensel, foreslo en flertrinns rakettdesign og uttrykte ideen om muligheten for å skape hele rombyer i lav bane rundt jorden. Han viste at den eneste enheten som er i stand til å overvinne tyngdekraften er en rakett, dvs. en enhet med en jetmotor som bruker drivstoff og oksidasjonsmiddel plassert på selve enheten.

Jetmotor er en motor som omdanner drivstoffets kjemiske energi til kinetisk energi til en gassjet, mens motoren får fart i motsatt retning.

Ideen til K.E. Tsiolkovsky ble implementert av sovjetiske forskere under ledelse av akademiker Sergei Pavlovich Korolev. Den første kunstige jordsatellitten i historien ble skutt opp med rakett i Sovjetunionen 4. oktober 1957.

Prinsippet om jetfremdrift er mye brukt praktisk anvendelse innen luftfart og astronautikk. I verdensrommet er det ikke noe medium som et legeme kan samhandle med og dermed endre retningen og størrelsen på hastigheten, derfor kan kun jetfly brukes til romflyvninger fly, dvs. raketter.

Rakettenhet

Bevegelsen til en rakett er basert på loven om bevaring av momentum. Hvis et legeme på et tidspunkt kastes bort fra raketten, vil det få samme impuls, men rettet i motsatt retning

Enhver rakett, uansett design, har alltid et skall og drivstoff med et oksidasjonsmiddel. Rakettskallet inkluderer nyttelasten (i dette tilfellet romfartøyet), instrumentrommet og motoren (forbrenningskammer, pumper, etc.).

Rakettens hovedmasse er drivstoff med et oksidasjonsmiddel (oksidasjonsmidlet er nødvendig for å opprettholde drivstoffforbrenningen, siden det ikke er oksygen i rommet).

Drivstoff og oksidasjonsmiddel tilføres forbrenningskammeret ved hjelp av pumper. Når drivstoff brenner, blir det til høytemperaturgass og høyt trykk. På grunn av den store trykkforskjellen i brennkammeret og i det ytre rom, strømmer gasser fra brennkammeret ut i en kraftig stråle gjennom en spesialformet fatning som kalles en dyse. Hensikten med dysen er å øke hastigheten på strålen.

Før raketten skytes opp er momentumet null. Som et resultat av samspillet mellom gassen i forbrenningskammeret og alle andre deler av raketten, mottar gassen som slipper ut gjennom dysen en viss impuls. Da er raketten et lukket system, og dens totale fart må være null etter oppskyting. Derfor mottar hele skallet på raketten som er i den en impuls som er lik impulsen til gassen, men i motsatt retning.

Den mest massive delen av raketten, beregnet for oppskyting og akselerasjon av hele raketten, kalles det første trinnet. Når det første massive trinnet av en flertrinnsrakett tømmer alle drivstoffreservene under akselerasjon, skilles den. Ytterligere akselerasjon fortsettes av det andre, mindre massive trinnet, og det legger til noe mer hastighet til hastigheten som tidligere ble oppnådd ved hjelp av det første trinnet, og skiller seg deretter. Det tredje trinnet fortsetter å øke hastigheten til den nødvendige verdien og leverer nyttelasten i bane.

Den første personen som fløy i verdensrommet var en borger av Sovjetunionen, Yuri Alekseevich Gagarin. 12. april 1961 Han sirklet jordkloden på Vostok-satellitten.

Sovjetiske raketter var de første som nådde månen, sirklet rundt månen og fotograferte siden usynlig fra jorden, og var de første som nådde planeten Venus og leverte vitenskapelige instrumenter til overflaten. I 1986 undersøkte to sovjetiske romfartøy, Vega 1 og Vega 2, Halleys komet, som nærmer seg solen en gang hvert 76. år.

Systemer. Teknikk fysisk trening. Målresultat bevegelse avhenger ikke... Helsekrefter natur Helsekrefter natur ha en betydelig innvirkning... ved en kombinasjon av treghetskrefter, reaktive og konsentrerte muskelsammentrekninger...

Flertonns romskip svever til himmelen, og sjøvann Gjennomsiktige, gelatinaktige maneter, blekksprut og blekkspruter manøvrerer behendig - hva har de til felles? Det viser seg at i begge tilfeller brukes prinsippet om jetfremdrift for å bevege seg. Dette er emnet vår artikkel i dag er viet til.

La oss se inn i historien

De fleste Den første pålitelige informasjonen om raketter dateres tilbake til 1200-tallet. De ble brukt av indere, kinesere, arabere og europeere i kamp som kamp- og signalvåpen. Så fulgte århundrer med nesten fullstendig glemsel av disse enhetene.

I Russland ble ideen om å bruke en jetmotor gjenopplivet takket være arbeidet til den revolusjonære Nikolai Kibalchich. Sittende i de kongelige fangehullene utviklet han seg Russisk prosjekt jetmotor og fly for mennesker. Kibalchich ble henrettet, og prosjektet hans samlet støv i mange år i arkivene til det tsaristiske hemmelige politiet.

Hovedideene, tegningene og beregningene til denne talentfulle og modige mannen ble mottatt videre utvikling i verkene til K. E. Tsiolkovsky, som foreslo å bruke dem til interplanetær kommunikasjon. Fra 1903 til 1914 publiserte han en rekke arbeider der han overbevisende beviste muligheten for å bruke jetfremdrift for romutforskning og begrunnet muligheten for å bruke flertrinnsraketter.

Mange av Tsiolkovskys vitenskapelige utviklinger brukes fortsatt i rakettvitenskap den dag i dag.

Biologiske missiler

Hvordan oppsto det i det hele tatt? ideen om å flytte ved å skyve av din egen jetstrøm? Kanskje, ved å følge nøye med på livet i havet, la kystbeboere merke til hvordan dette skjer i dyreverdenen.

For eksempel kamskjell beveger seg på grunn av den reaktive kraften til en vannstråle som kastes ut fra skallet under rask kompresjon av ventilene. Men han kommer aldri til å holde tritt med de raskeste svømmerne – blekksprut.

Deres rakettformede kropper suser med halen først, og kaster ut lagret vann fra en spesiell trakt. beveger seg i henhold til samme prinsipp, og klem ut vann ved å trekke sammen den gjennomsiktige kuppelen.

Naturen har gitt en plante kalt en "jetmotor" "sprutende agurk". Når fruktene er helt modne, som svar på den minste berøring, skyter den ut glutenet med frø. Selve frukten kastes i motsatt retning i en avstand på opptil 12 m!

Verken sjøinnbyggere eller planter kjenner til de fysiske lovene som ligger til grunn for denne bevegelsesmetoden. Vi skal prøve å finne ut av dette.

Fysisk grunnlag for prinsippet om jetfremdrift

La oss først gå til den enkleste opplevelsen. La oss blåse opp en gummiball og uten å stoppe vil vi la deg fly fritt. Den raske bevegelsen av ballen vil fortsette så lenge luftstrømmen som strømmer ut av den er sterk nok.

For å forklare resultatene av dette eksperimentet må vi vende oss til den tredje loven, som sier det to legemer samhandler med krefter som er like store og motsatte i retning. Følgelig er kraften som ballen virker på luftstrålene som slipper ut fra den, lik kraften som luften skyver ballen bort fra seg selv med.

La oss overføre disse argumentene til en rakett. Disse enhetene kaster ut noe av massen deres med enorm hastighet, som et resultat av at de selv mottar akselerasjon i motsatt retning.

Fra et fysikksynspunkt, dette prosessen er tydelig forklart av loven om bevaring av momentum. Momentum er produktet av en kropps masse og dens hastighet (mv) Mens raketten er i ro, er dens hastighet og momentum null. Hvis en jetstrøm kastes ut fra den, må den gjenværende delen, i henhold til loven om bevaring av momentum, oppnå en slik hastighet at det totale momentumet fortsatt er lik null.

La oss se på formlene:

m g v g + m r v r = 0;

m g v g =- m r v r,

Hvor m g v g impulsen skapt av gassstrålen, m p v p impulsen mottatt av raketten.

Minustegnet indikerer at bevegelsesretningen til raketten og jetstrømmen er motsatt.

Utformingen og prinsippet for drift av en jetmotor

Innen teknologi driver jetmotorer fly, raketter og lanserer romfartøyer i bane. Avhengig av formålet de har annen enhet. Men hver av dem har en tilførsel av drivstoff, et kammer for forbrenning og en dyse som akselererer jetstrømmen.

De interplanetariske automatiske stasjonene er også utstyrt med et instrumentrom og kabiner med et livstøttesystem for astronauter.

Moderne romraketter er komplekse flertrinnsfly som bruker de siste fremskrittene innen ingeniørkunst. Etter oppskyting brenner først drivstoffet i det nedre trinnet, hvoretter det skiller seg fra raketten, reduserer dens totale masse og øker hastigheten.

Deretter forbrukes drivstoffet i det andre trinnet osv. Til slutt skytes flyet ut på en gitt bane og starter sin uavhengige flyvning.

La oss drømme litt

Den store drømmeren og vitenskapsmannen K. E. Tsiolkovsky ga fremtidige generasjoner tilliten til at jetmotorer vil tillate menneskeheten å rømme utenfor jordens atmosfære og skynde seg ut i verdensrommet. Hans spådom gikk i oppfyllelse. Månen og til og med fjerne kometer er vellykket utforsket av romfartøy.

Væskejetmotorer brukes i astronautikk. Bruker petroleumsprodukter som drivstoff, men hastighetene som kan oppnås med deres hjelp er utilstrekkelige for veldig lange flyreiser.

Kanskje dere, våre kjære lesere, vil være vitne til flyreiser av jordboere til andre galakser på enheter med kjernefysiske, termonukleære eller ionejetmotorer.

Hvis denne meldingen var nyttig for deg, ville jeg bli glad for å se deg

Nominasjon "Verden rundt oss"

Forberedelse til nyttårsfeiringen dekorerte jeg leiligheten med ballonger. Da jeg blåste opp ballongene, rømte en av dem fra hendene mine og fløy fra meg i motsatt retning i høy hastighet. Jeg stilte meg selv spørsmålet: hva skjedde med ballen? Foreldrene forklarte at dette er en reaktiv bevegelse. Flyr ballen virkelig på samme måte som en rakett?

hypotese, som jeg la frem under forskningen: kanskje jetfremdrift forekommer i naturen og hverdagen.

Mål fungerer:

studere de fysiske prinsippene for jetfremdrift
identifisere hvor jet motion forekommer i naturen og hverdagen.

For å bekrefte eller avkrefte hypotesen min, satte jeg meg selv oppgaver:

gjennomføre eksperimenter som illustrerer jetfremdrift,
les populærvitenskapelig litteratur om jetfremdrift,
finne relevant materiale på Internett,
lage en presentasjon om dette emnet.

HISTORISK BAKGRUNN

Jetfremdrift ble brukt i produksjonen av det første kruttfyrverkeriet og signalrakettene i Kina på 1800-tallet. På slutten av 1700-tallet brukte indiske tropper svartkruttraketter i kampen mot de britiske kolonialistene. I Russland ble pulverraketter tatt i bruk på begynnelsen av 1800-tallet.

Under den store Patriotisk krig Tyske tropper brukte V-2 ballistiske missiler og beskutte engelske og belgiske byer. Sovjetiske tropper brukte Katyusha flere rakettkastere med stor suksess.

Forfedre til jetmotorer:

Den greske matematikeren og mekanikeren Heron of Alexandria (vedlegg 2.1), skaperen av aeolipilen (Herons ball);
Den ungarske vitenskapsmannen Janos Segner (vedlegg 2.3), som skapte «Segner-hjulet»;
N.I. Kibalchich var den første som foreslo bruk av jetfremdrift for romflyvninger;
Videre teoretisk utvikling av rakettnavigasjon tilhører den russiske forskeren K.E.
Arbeidene hans inspirerte S.P. Korolev til å lage fly for menneskelig flukt ut i verdensrommet. Takket være ideene hans ble det for første gang i verden lansert en kunstig jordsatellitt (04.10.57) og den første bemannede satellitten med en pilot-kosmonaut om bord på Yu.A. Gagarin (12. april 1961).

FYSISKE PRINSIPPER JETTRAFIKK OG RAKETTENHET

Reaktiv bevegelse er basert på prinsippet om handling og reaksjon: Hvis en kropp virker på en annen, vil nøyaktig samme kraft virke på den, men rettet i motsatt retning.

Jeg gjennomførte et eksperiment som beviser at for hver handling er det en lik reaksjon. (videosnutt)

Moderne romrakett Dette er et veldig komplekst og tungt fly, bestående av hundretusener og millioner av deler. Den består av arbeidsvæske(dvs. varme gasser dannet som et resultat av drivstoffforbrenning og slippes ut i form av en jetstrøm) og den endelige "tørke" massen av raketten som gjenstår etter utslipp av varme gasser fra raketten (dette er skallet til raketten, dvs. astronautenes livsstøttesystemer, utstyr, etc.). For å oppnå kosmiske hastigheter brukes flertrinnsraketter. Når en jetgassstråle kastes ut fra en rakett, suser selve raketten i motsatt retning, og akselererer til 1. rømningshastighet: 8 km/s.

Jeg utførte et eksperiment på samspillet mellom vogner og beviste at jo større drivstoffmasse, jo større hastighet får raketten. Dette betyr at romflyvninger krever enorme mengder drivstoff.

JET BEVEGELSE I NATUREN

Så hvor oppstår jetbevegelse i naturen? Fisk svømmer, fugler flyr, dyr løper. Alt ser ut til å være enkelt. Uansett hvordan det er. Dyrenes vandrelyst er ikke et innfall, men en alvorlig nødvendighet. Hvis du vil spise, vet hvordan du skal bevege deg. Hvis du ikke vil bli spist, vet hvordan du kan snike deg unna. For å bevege deg raskt i verdensrommet, må du utvikle høye hastigheter.

For dette, f.eks. kamskjell- Fikk en jetmotor. Den kaster energisk vann ut av skallet og flyr en distanse som er 10-20 ganger sin egen lengde! Salpa, øyenstikkerlarver, fisk– de bruker alle prinsippet om jetfremdrift for å bevege seg i verdensrommet. Blekksprut når hastigheter på opptil 50 km/t, og dette er takket være jetthrust. Han kan til og med gå på land, fordi... Han har vannforsyning i barmen til denne saken. Akkar- den største virvelløse innbyggeren på havdypet beveger seg i henhold til prinsippet om jetfremdrift.

Eksempler på jetfremdrift finnes også i planteverdenen. I sørlige land (og her på Svartehavskysten også) vokser det en plante som heter "sprutende agurk"Man trenger bare å ta lett på en moden frukt, som ligner på en agurk, når den spretter av stilken, og gjennom det resulterende hullet flyr væske med frø ut av frukten som en fontene med en hastighet på opptil 10 m/s Selve agurkene flyr av gårde i motsatt retning.

I hverdagen som et eksempel sjel på fleksibel slange Du kan se manifestasjonen av jetfremdrift. Så snart du kaster vann i dusjen, vil håndtaket med en sprøyte i enden avvike i motsatt retning av de rennende bekkene.

Driften av sprinkleranlegg (vedlegg 7.2) for vanning av beplantning i hager og grønnsakshager er basert på prinsippet om jetfremdrift. Vanntrykket roterer hodet med vannspray.

Prinsippet om jetfremdrift hjelper bevegelsen svømmer. Jo mer en svømmer skyver vannet tilbake, jo raskere svømmer han. (Vedlegg 7.3)

Ingeniører har allerede laget en motor som ligner på blekksprutmotoren. Det kalles en vannkanon. (Vedlegg 7.4)

KONKLUSJON

Under arbeid:

1. Jeg fant ut at prinsippet for jetfremdrift er den fysiske loven om handling og reaksjon

2. Bekreftet eksperimentelt avhengigheten av bevegelseshastigheten til en kropp av massen til en annen kropp som virker på den.

3. Jeg var overbevist om at jet motion finnes i teknologi, hverdagsliv og natur, og til og med tegneserier.

4. Når jeg nå vet om jetfremdrift, kan jeg unngå mange problemer, for eksempel å hoppe fra en båt til land, skyte en pistol, inkludert å ta en dusj osv.

Så jeg kan si det hypotese, det jeg la frem ble bekreftet: prinsippet om jetfremdrift er veldig vanlig i naturen og hverdagen.

LITTERATUR

En bok for lesing om fysikk for klasse 6-7, - M: Prosveshchenie, 1978. -97-99s
Fysikk - for ungdom utenomfaglig lesing 7. klasse. M.N. Alekseeva,-M: Utdanning, 1980.- 113 s.
Hei, fysikk, L.Ya Galpershtein, - M: Barnelitteratur, 1967. - 39-41s
Encyclopedia Science A. Craig, K. Rosny, - M: Rosman, 1997. - 29 s.
Hei blekksprut Magasinet "Misha", 1995, nr. 8, 12-13c
Ben, vinger og til og med...en jetmotor Magazine "Misha", 1995, nr. 8, 14 s.
Wikipedia: -ru.wikipedia.org

For mange mennesker er selve konseptet "jet fremdrift" sterkt assosiert med moderne prestasjoner innen vitenskap og teknologi, spesielt fysikk, og bilder av jetfly eller til og med romskip som flyr i supersoniske hastigheter ved hjelp av de beryktede jetmotorene vises i hodet på dem. Faktisk er fenomenet jetfremdrift mye eldre enn til og med mennesket selv, fordi det dukket opp lenge før oss mennesker. Ja, jetfremdrift er aktivt representert i naturen: maneter og blekksprut har svømt i havets dyp i millioner av år ved å bruke samme prinsipp som moderne supersoniske jetfly flyr i dag.

Historie om jetfremdrift

Siden antikken har forskjellige vitenskapsmenn observert fenomenene med reaktiv bevegelse i naturen. Den antikke greske matematikeren og mekanikeren Heron var den første som skrev om det, selv om han aldri gikk lenger enn til teori.

Hvis vi snakker om den praktiske anvendelsen av jetfremdrift, så var de oppfinnsomme kineserne de første. Rundt 1200-tallet fant de ut å låne prinsippet om bevegelse av blekkspruter og blekksprut da de oppfant de første rakettene, som de begynte å bruke både til fyrverkeri og til militære operasjoner (som kamp- og signalvåpen). Litt senere ble denne nyttige oppfinnelsen av kineserne adoptert av araberne, og fra dem av europeerne.

Selvfølgelig hadde de første konvensjonelle jetrakettene en relativt primitiv design, og i flere århundrer utviklet de seg praktisk talt ikke i det hele tatt. Et gjennombrudd i denne saken skjedde først på 1800-tallet.

Hvem oppdaget jetfremdrift?

Kanskje laurbærene til oppdageren av jetfremdrift i den "nye æraen" kan tildeles Nikolai Kibalchich, ikke bare en talentfull russisk oppfinner, men også en deltidsrevolusjonær-People's Volunteer. Han skapte prosjektet sitt for en jetmotor og et fly for mennesker mens han satt i et kongelig fengsel. Kibalchich ble senere henrettet for sine revolusjonære aktiviteter, og prosjektet hans fortsatte å samle støv på hyllene i arkivene til det tsaristiske hemmelige politiet.

Senere ble Kibalchichs arbeid i denne retningen oppdaget og supplert med verkene til en annen talentfull vitenskapsmann K. E. Tsiolkovsky. Fra 1903 til 1914 publiserte han en rekke arbeider der han overbevisende beviste muligheten for å bruke jetfremdrift for å lage romfartøy for romutforskning. Han dannet også prinsippet om å bruke flertrinnsraketter. Til i dag er mange av Tsiolkovskys ideer brukt i rakettvitenskap.

Eksempler på jetfremdrift i naturen

Sikkert, mens du svømte i havet, så du maneter, men du trodde knapt at disse fantastiske (og også langsomme) skapningene beveger seg takket være jetfremdrift. Ved å trekke sammen sin gjennomsiktige kuppel, presser de ut vann, som fungerer som en slags "jetmotor" for manetene.

Blekkspruten har en lignende bevegelsesmekanisme - gjennom en spesiell trakt foran kroppen og gjennom en sidespalte trekker den vann inn i gjellehulen, og kaster det deretter energisk ut gjennom trakten rettet bakover eller til siden (avhengig av bevegelsesretningen som blekkspruten trenger).

Men den mest interessante jetmotoren skapt av naturen finnes i blekksprut, som med rette kan kalles "levende torpedoer." Tross alt ligner til og med kroppen til disse dyrene en rakett i sin form, selv om alt i sannhet er akkurat det motsatte - denne raketten, med sin design, kopierer kroppen til en blekksprut.

Hvis blekkspruten trenger å ta et raskt stikk, bruker den sin naturlige jetmotor. Kroppen er omgitt av en mantel, spesielt muskelvev, og halvparten av volumet til hele blekkspruten er i mantelhulen, der den absorberer vann. Så kaster han skarpt ut den oppsamlede vannstrømmen gjennom en smal dyse, mens han bretter alle sine ti tentakler over hodet på en slik måte at de får en strømlinjeformet form. Takket være en slik avansert reaktiv navigasjon kan blekksprut nå en imponerende hastighet på 60-70 km i timen.

Blant eierne av en jetmotor i naturen er det også planter, nemlig den såkalte "gale agurken". Når fruktene modnes, som svar på den minste berøring, skyter den gluten med frø

Lov om jetfremdrift

Blekksprut, "gale agurker", maneter og andre blekksprut har brukt jet motion siden antikken, uten å tenke på dens fysiske essens, men vi skal prøve å finne ut hva essensen av jet motion er, hva slags bevegelse kalles jet motion , og gi det en definisjon.

Til å begynne med kan du ty til et enkelt eksperiment - hvis det er vanlig ballong blås den opp med luft og la den fly uten å stoppe, den vil fly raskt til lufttilførselen er brukt opp. Dette fenomenet forklares av Newtons tredje lov, som sier at to legemer samhandler med krefter som er like store og motsatte i retning.

Det vil si at kraften til ballens påvirkning på luftstrømmene som slipper ut fra den er lik kraften som luften skyver ballen bort fra seg selv med. En rakett fungerer på et lignende prinsipp som en ball, som skyter ut deler av massen sin i enorm hastighet, mens den mottar sterk akselerasjon i motsatt retning.

Loven om bevaring av momentum og jetfremdrift

Fysikk forklarer prosessen med jetfremdrift. Momentum er produktet av en kropps masse og dens hastighet (mv). Når en rakett er i ro, er momentum og hastighet null. Når en jetstrøm begynner å bli kastet ut fra den, må resten, i henhold til loven om bevaring av momentum, oppnå en slik hastighet der det totale momentumet fortsatt vil være lik null.

Jet fremdriftsformel

Generelt kan jetbevegelse beskrives med følgende formel:
m s v s +m р v р =0
m s v s =-m р v р

der m s v s er impulsen skapt av gassstrålen, m p v p er impulsen mottatt av raketten.

Minustegnet viser at rakettens bevegelsesretning og kraften til jetflyets jetbevegelse er motsatt.

Jetfremdrift i teknologi - prinsippet om drift av en jetmotor

I moderne teknologi spiller jetfremdrift en svært viktig rolle viktig rolle Dette er hvordan jetmotorer driver fly og romskip. Utformingen av selve jetmotoren kan variere avhengig av størrelsen og formålet. Men på en eller annen måte har hver av dem

drivstoffforsyning,
kammer for drivstoffforbrenning,
en dyse som har som oppgave å akselerere jetstrømmen.

Slik ser en jetmotor ut.

Jetfremdrift i natur og teknologi

ABSTRAKT OM FYSIKK

Jet fremdrift- bevegelse som oppstår når en del av den er skilt fra kroppen med en viss hastighet.

Reaktiv kraft oppstår uten interaksjon med ytre kropper.

Anvendelse av jetfremdrift i naturen

Blekksprut

Blekksprut, som de fleste blekksprut, beveger seg i vann på følgende måte. Hun tar vann inn i gjellehulen gjennom en sidespalte og en spesiell trakt foran kroppen, og kaster deretter energisk ut en vannstrøm gjennom trakten. Blekkspruten dirigerer traktrøret til siden eller bakover og klemmer raskt vann ut av det og kan bevege seg i forskjellige retninger.

Blekksprutens jetmotor er av størst interesse. Blekkspruten er den største virvelløse innbyggeren på havdypet. Blekksprut har oppnådd den høyeste perfeksjon innen jetnavigasjon. Selv kroppen deres, med dens ytre former, kopierer raketten (eller bedre sagt, raketten kopierer blekkspruten, siden den har udiskutabel prioritet i denne saken). Når den beveger seg sakte, bruker blekkspruten en stor diamantformet finne som med jevne mellomrom bøyer seg. Den bruker en jetmotor for å kaste raskt. Muskelvev - mantelen omgir bløtdyrets kropp på alle sider. Volumet av hulrommet er nesten halvparten av blekksprutens kropp. Dyret suger vann inne i mantelhulen, og kaster deretter skarpt ut en vannstrøm gjennom en smal dyse og beveger seg bakover med skyv med høy hastighet. Samtidig er alle de ti tentaklene til blekkspruten samlet til en knute over hodet, og den får en strømlinjeformet form. Munnstykket er utstyrt med en spesiell ventil, og musklene kan rotere den og endre bevegelsesretningen. Blekksprutmotoren er veldig økonomisk, den er i stand til å nå hastigheter på opptil 60 - 70 km/t. (Noen forskere mener at selv opp til 150 km/t!) Ikke rart blekkspruten kalles en «levende torpedo». Ved å bøye de buntede tentaklene til høyre, venstre, opp eller ned, snur blekkspruten i en eller annen retning. Siden et slikt ror er veldig stort i forhold til selve dyret, er dens svake bevegelse nok for blekkspruten, selv kl. full fart fremover, kunne lett unngå en kollisjon med en hindring. En skarp sving på rattet - og svømmeren skynder seg i motsatt retning. Så han bøyde enden av trakten bakover og glir nå hodet først. Han bøyde den til høyre – og jetskyvet kastet ham til venstre. Men når du trenger å svømme raskt, stikker trakten alltid ut rett mellom tentaklene, og blekkspruten suser med halen først, akkurat som en kreps ville løpe - en rask vandrer utstyrt med smidigheten til en hest.

Hvis det ikke er nødvendig å forhaste seg, svømmer blekksprut og blekksprut og bølger finnene - miniatyrbølger renner over dem fra forsiden til baksiden, og dyret glir grasiøst, og av og til skyver seg selv med en vannstrøm som kastes ut fra under mantelen. Da er de individuelle støtene som bløtdyret mottar i øyeblikket av utbrudd av vannstråler tydelig synlige. Noen blekksprut kan nå hastigheter på opptil femtifem kilometer i timen. Det ser ut til at ingen har gjort direkte målinger, men dette kan bedømmes ut fra hastigheten og flyrekkevidden til flygende blekksprut. Og det viser seg at blekkspruter har slike talenter i familien! Den beste piloten blant bløtdyr er blekkspruten Stenoteuthis. Engelske sjømenn kaller det en flygende blekksprut ("flying squid"). Dette er et lite dyr på størrelse med en sild. Den jager fisk med en slik hastighet at den ofte hopper opp av vannet og skummer over overflaten som en pil. Han tyr til dette trikset for å redde livet fra rovdyr - tunfisk og makrell. Etter å ha utviklet maksimal jetkraft i vannet, tar pilotblekkspruten av i luften og flyr over bølgene i mer enn femti meter. Høydepunktet for en levende raketts flukt ligger så høyt over vannet at flygende blekksprut ofte havner på dekkene til havgående skip. Fire til fem meter er ikke en rekordhøyde som blekksprut stiger til himmelen til. Noen ganger flyr de enda høyere.

Når du kjenner loven om bevaring av momentum, kan du endre din egen bevegelseshastighet i åpent rom. Hvis du er i en båt og du har flere tunge steiner, vil det å kaste steiner i en bestemt retning bevege deg i motsatt retning. Det samme vil skje i verdensrommet, men der bruker de jetmotorer til dette.

Anvendelse av jetfremdrift i teknologi

Ideen om å bruke raketter til romfart ble foreslått på begynnelsen av dette århundret av den russiske forskeren Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. I 1903 dukket det opp en artikkel av Kaluga gymnasiumlærer K.E. Tsiolkovsky "Utforskning av verdensrom ved hjelp av reaktive instrumenter." Dette arbeidet inneholdt den viktigste matematiske ligningen for astronautikk, nå kjent som "Tsiolkovsky-formelen", som beskrev bevegelsen til et legeme med variabel masse. Senere utviklet han et opplegg rakettmotor på flytende brensel, foreslo en flertrinns rakettdesign, og uttrykte ideen om muligheten for å skape hele rombyer i lav bane rundt jorden. Han viste at den eneste enheten som er i stand til å overvinne tyngdekraften er en rakett, dvs. en enhet med en jetmotor som bruker drivstoff og oksidasjonsmiddel plassert på selve enheten.

Jetmotor er en motor som omdanner drivstoffets kjemiske energi til kinetisk energi til en gassjet, mens motoren får fart i motsatt retning.

Prinsippet om jetfremdrift finner bred praktisk anvendelse innen luftfart og astronautikk. I verdensrommet er det ikke noe medium som et legeme kan samhandle med og dermed endre retningen og størrelsen på hastigheten, derfor kan bare jetfly, dvs. raketter, brukes til romflyvninger.

Rakettenhet

Bevegelsen til en rakett er basert på loven om bevaring av momentum. Hvis et legeme på et tidspunkt kastes bort fra raketten, vil det få samme impuls, men rettet i motsatt retning

Rakettens hovedmasse er drivstoff med et oksidasjonsmiddel (oksidasjonsmidlet er nødvendig for å opprettholde drivstoffforbrenning, siden det ikke er oksygen i rommet).

Drivstoff og oksidasjonsmiddel tilføres forbrenningskammeret ved hjelp av pumper. Drivstoff, når det brennes, blir til en gass med høy temperatur og høyt trykk. På grunn av den store trykkforskjellen i brennkammeret og i det ytre rom, strømmer gasser fra brennkammeret ut i en kraftig stråle gjennom en spesialformet fatning som kalles en dyse. Hensikten med dysen er å øke hastigheten på strålen.

Den første personen som fløy i verdensrommet var en borger av Sovjetunionen, Yuri Alekseevich Gagarin. 12. april 1961 Han sirklet jordkloden på Vostok-satellitten.