Научно-исследовательская работа "Реактивное движение"

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Толпинская средняя общеобразовательная школа»

Кореневского района Курской области

Научно-исследовательская работа

«РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ»

Подготовил:

ученик 10 класса

Руководитель работы:

Сидаш Светлана Андреевна, учитель физики МКОУ «Толпинская средняя общеобразовательная школа»

Содержание

Введение………………………………………………………………2 - 6 стр.

1. Основная часть

1.1. Информационный этап ……………………………………… 6-9 стр.

2. Практический этап......................................................................... 9 - 10стр.

2.1. Описание изготовления модели реактивного движения……………........…………….……………………………………9-10стр.

Заключение…………………………………………………………..11 стр.

Литература……………………………………………………………11 стр.

Введение

Прежде чем приступить к выполнению проекта, я прочитал книги «Черты из моей жизни» К.Э. Циолковского и « К.Э. Циолковский известный и неизвестный» А.В. Костина правнука К.Э. Циолковского. Эти книги были подарены нашей школе правнучкой Циолковского, Е.А. Тимошенковой являющейся хранителем дома – музея ученого в городе Калуга. Эти книги прочитал для того чтобы познакомиться с идеями К.Э Циолковского использовать реактивное движение для полета ракет. Кроме того использовал знания о реактивном движении почерпнутые из ресурсов Интернета.

Тема: «Реактивное движение»

Аннотация

к работе на тему: «Реактивное движение»

ученика10 класса МКОУ «Толпинская средняя общеобразовательная школа» Сороковых Алексея

Научный руководитель: Сидаш Светлана Андреевна - учитель физики

Предметные области, используемые в проекте:

Физика.

История.

Литература.

Цель данного проекта: исследование процесса реактивного движения и построение модели реактивного движения.

Задачи проекта:

1. Рассказать об использовании реактивного движения.

2. Показать межпредметные связи.

Гипотеза: Я предполагаю, что можно, построить модель реактивного двигателя из подручных средств, имеющихся в домашних условиях.

Этапы проекта:

1. информационный;

2. практический;

Актуальность проекта:

Наблюдая в небе след от реактивного самолета в виде белой полосы, я заинтересовался вопросом, что представляет собой реактивное движение.

В одной из телевизионных передач услышал стихотворение о реактивном самолете Екатерины Картоевой.

Реактивный самолет

В небеса стремится.

Совершить такой полет

Не сумеет птица.

Через небо голубое

Белую дорогу

Сотворяет самолет

Во владенья Бога.

Когда солнца самого

Он крылом коснется,

То на Землю, окрыленный,

Заново вернется.

Кроме того, в повседневной жизни нас окружают приборы, работающие на основе реактивного движения. Побывав на экскурсии в пожарной части поселка Коренево узнал, что рукав, из которого вытекает вода при тушении пожара, должны держать несколько пожарных т.к. вытекающая струя с большой силой движется вверх, а рукав движется в противоположную ей сторону с такой же силой. Пожарные объяснили этот факт реактивным движением. У многих моих друзей, да и у меня неотъемлемой частью огородного инвентаря стали самостоятельно вращающиеся поливальные насадки, постепенно изжившие обыкновенные насадки, которые нужно было поворачивать человеку для изменения направления полива. Работа вращающихся насадок также основана на реактивном движении. Все это побудило меня к исследованию реактивного движения, к написанию данной работы.

1.Основная часть

1.Информационный этап.

1. Сведения о реактивном движении.

Движение тела, возникающее вследствие отделения от него части его массы с некоторой скоростью, называют реактивным.[3] Выяснил, что реактивное движение применялось давно. Впервые принцип прямой реакции был экспериментально исследован еще в древности, по-видимому, Героном Александрийским, который за 120 лет до нашей эры построил свою реактивную турбину в виде полого шара с боковыми отростками, согнутыми под прямым углом. При выходе через боковые трубки пара, подаваемого внутрь шара через полые оси, шар начинал быстро вращаться.[4]

Установленная Героном возможность полезного использования движущей силы реакции паровой струи дальше занятного эксперимента не пошла. Первые упоминания о практическом использовании принципа прямой реакции для полета ракеты относятся к X в. (Марк Грек). Более достоверными являются сведения о применении ракет китайцами в XIII в. при обороне Китая против монголов.

Значительный интерес к ракетному делу был проявлен и в России. Еще в 1680 г. в Москве была основана первая ракетная мастерская, в работах которой деятельное участие принял позже Петр I. В 1832 г. в С.-Петербурге была учреждена Пиротехническая артиллерийская школа, которая сыграла немалую роль в развитии отечественной теории и практики ракетного дела. Крупнейшим специалистом ракетного дела К. И. Константиновым (1818—1871) была сконструирована одна из лучших ракет того времени, имевшая дальность полета до 4 км.

В конце XIX в. впервые в России возникает идея использования реактивного движения в авиации. После появления в 1881 г. проекта известного народовольца Н. И. Кибальчича, эта идея получила дальнейшее развитие в трудах К. Э. Циолковского, который уже в 1903 г. предложил использовать реактивное движение для межпланетных сообщений.

Меня поразил факт, взятый из Интернета, о том, что среди обнаруженных после капитуляции Германии научно-исследовательских и экспериментальных работ по усовершенствованию технических средств войны были:

1. Артиллерийские снаряды с реактивными двигателями. Во время полета снарядов в определенный момент начинает действовать реактивный двигатель, дающий снаряду дополнительный импульс движения.

2. Подводная лодка с реактивным двигателем, развивающая в погруженном состоянии скорость порядка 25 узлов в час.[9]

Значит, реактивное движение было интересно многим ученым и инженерам.

В природе также можно найти примеры реактивного движения. Среди них можно отметить перемещение рыб, которые, выбрасывая струю воды из жаберной полости по направлению к хвосту, тем самым способствуют своему движению вперед, движение медузы, отбрасывающей путем сжатия своего колокола струю воды в направлении, противоположном ее движению. Интерес представляет способ перемещения головоногих. У входа в полость мантии (так называется кожная складка, которой одеты эти морские животные) расположена воронка, широкое отверстие которой направлено внутрь полости, а узкое — наружу. Вода, поступающая в мантийную полость, проталкивается наружу через воронку, благодаря сильным сокращениям мантии. Животное получает толчок в противоположную сторону и плавает, поэтому задом наперед. Кальмары и осьминоги, периодически выбрасывая, вбираемую в себя воду способны развивать скорость 60 - 70 км/ч. Обыкновенная каракатица движется за счет выталкивания воды, словно сопло реактивной турбины, обеспечивая движение вперед и позволяя совершать молниеносные броски.[10]

Среди растений также есть представители, «демонстрирующие реактивное» движение. Стоит только слегка прикоснуться к созревшему плоду, похожему на огурчик, как он отскакивает от плодоножки, а через образовавшееся отверстие из плода фонтаном бьют семена со слизью. Стреляет колючеплодник или по народному бешеный огурец более чем на 12 метров: так он распространяет свои семена. Каждое семечко достигает скорости 100 километров в час.[7]

2. Практический этап.

Рекомендации по построению модели реактивного прибора я нашел в Интернете [5],следуя им, изготовил прибор. Мне потребовалась пустая банка из под кофе, наждачная бумага, шуруповерт, гвоздь, нитка. Вначале наждачной бумагой я убрал с поверхности банки рисунок.

Просверлил при помощи шуруповерта, в боковой стенке у самого дна отверстия.

Далее, вставил гвоздь в дырку, отогнул его в сторону. Моя задача состояла в получении косого отверстия. Повторил процедуру с остальными дырками. В верхней части банки сделал два отверстия, в них продел концы толстой нити.

Подвесил емкость и наполнил ее водой. Из нижних отверстий начали бить косые фонтаны, а банка начала вращаться в противоположную им сторону. На этом принципе работают космические ракеты – пламя из сопел двигателя бьет в одну сторону, а ракета летит в другую. Таким образом, моя гипотеза, выдвинутая в начале работы, нашла свое подтверждение.

Вывод проекта:

1. Используя свойство, реактивного движения, я построил модель реактивного двигателя из подручных средств, имеющихся в домашнем обиходе.

2. Реактивное движение имеет место в природе и технике.

3. Гипотеза, выдвинутая в начале работы, нашла свое подтверждение.

Заключение.

При выполнении этой работы я убедился на опыте, о возможности построения прибора, работающего на принципе реактивного движения изучаемого нами в курсе физики. Все это подтвердило мою гипотезу, выдвинутую в начале работы. Я представил свою работу одноклассникам на одном из уроков физики, где получил хорошие отзывы о ней. С полной уверенностью могу сказать, что данная работа поможет следующим поколениям учеников нашей школы в изучении реактивного движения.

Список литературы:

1. К.Э. Циолковский, Черты из моей жизни, -Калуга: Золотая аллея,2002 (внешний вид книги и ее форзаца)

2. А.В. Костин, К.Э. Циолковский известный и неизвестный, Москва РБОФ «Гелиос», 2007 (внешний вид книги и ее форзаца)

3. Шалаева Г.П., Справочник школьника – Форум, 2009.

4. Большая энциклопедия школьника – Москва, 2001.

5. http://fb.ru/article/138868/opyityi-po-fizike-interesnyie-opyityi-po-fizike

6. fotografii-cvetov.ru/beshenyy-ogurec/beshenyy-ogurec-foto-16/ (фото колючеплодник или по народному бешеный огурец)

atyaburg.ru/razdely/zabavnye-zhivotnye/kalmary-osminogi-karakatica-kartinki-foto-video (фото кальмар, каракатица)