Урок-конференция "Успехи в освоении космоса"

1 группа «Теоретики» (4 мин).

1. Принцип реактивного движения находит широкое практическое применение в авиации и космонавтике. В космическом пространстве нет среды, с которой тело могло бы взаимодействовать и тем самым изменять направление и модуль своей скорости, поэтому для космических полетов могут быть использованы только реактивные летательные аппараты, т. е. ракеты.

Закон сохранения импульса позволяет оценить скорость ракеты. На прошлом уроке мы вывели скорость оболочки ракеты, она равна: vоб = mгvг /mоб

Из формулы видно, что скорость оболочки тем больше, чем больше скорость выбрасываемого газа и чем больше отношение массы газа к массе оболочки.

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

1. Мы считали, что весь газ выбрасывается из ракеты мгновенно. На самом деле он вытекает постепенно, хотя довольно быстро. Это значит, что после выброса какой-то части газа оболочке приходится “возить” с собой еще не вылетевшую часть топлива. Кроме того, мы не учли, что на ракету действуют сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Все это приводит к тому, что отношение массы топлива к массе оболочки много больше, чем мы получили. Более точный расчет показывает, что при скорости газа 2000 м/с, для достижения скорости, равной первой космической, масса топлива должна быть в 55 раз больше массы оболочки. что на практике реализовать невозможно. Следовательно , нужно искать другие способы построения

ракетоносителей .

Для межпланетных полетов (с возвращением на Землю) масса топлива должна быть в тысячи раз больше массы оболочки.

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

1. В любой ракете, независимо от ее конструкции, всегда имеется оболочка и топливо с окислителем. Мы видим, что оболочка ракеты включает в себя полезный груз (в данном случае это космический корабль), приборный отсек и двигатель (камера сгорания, насосы и пр.)

Основную массу ракеты составляет топливо с окислителем (окислитель нужен для поддержания горения топлива, поскольку в космосе нет кислорода).

Мы рассмотрели устройство и принцип действия одноступенчатой ракеты.

В практике космических полетов обычно используют многоступенчатые ракеты, развивающие гораздо большие скорости и предназначенные для более дальних полётов, чем одноступенчатые.

На рисунке показана схема трехступенчатой ракеты. После того как топливо и окислитель первой ступени будут полностью израсходованы, эта ступень автоматически отбрасывается и в действие вступает двигатель второй ступени.

Уменьшение общей массы ракеты путем отбрасывания уже ненужной ступени позволяет сэкономить топливо и окислитель и увеличить скорость ракеты. Затем таким же образом отбрасывается вторая ступень.

//////////////////////////////////////////////////////////////

1. Если возвращение космического корабля на Землю или его посадка на какую-либо другую планету не планируется, то третья ступень, как и две первых, используется для увеличения скорости ракеты. Если же корабль должен совершить посадку, то она используется для торможения корабля перед посадкой. При этом ракету разворачивают на 180о, чтобы сопло оказалось впереди. Тогда вырывающийся из ракеты газ сообщает ей импульс, направленный против скорости ее движения, что приводит к уменьшению скорости и дает возможность осуществить посадку.

(Видеосюжет)

2 группа « Историки»(4мин)

Совершим экскурс в историю.

1. Более двух тысяч лет назад китайцы изобрели и применили для военных целей ракеты простейшего устройства. Они были сходны с теми ракетами, которые применяются сейчас для фейерверков.

Неоднократно использовались ракеты для военных целей и в более позднее время. Так, в XV веке знаменитый чешский полководец Ян Г ус применял при осаде городов зажигательные ракеты, которым придавал внешний вид птиц.

Также одним из первых проектов автомобилей был автомобиль с реактивным двигателем и принадлежал этот проект Ньютону.

Яркую страницу в историю науки вписал русский революционер и изобретатель Николай Иванович Кибальчич. Находясь в тюрьме, за несколько дней до казни он разработал оригинальный проект реактивного летательного аппарата, предназначенного для полёта человека. За участие в покушение на царя он был приговорен к смертной казни.

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

1. Выдающееся место среди пионеров космонавтики принадлежит русскому ученому , учителю и философу Константину Эдуардовичу Циолковскому.

Скромный учитель из захолустного губернского города Калуги, страдавший глухотой и не находивший поддержки своим научным устремлениям, Циолковский сумел преодолеть на жизненном пути все преграды.

Он первым показал, что ракета - единственно возможное средство овладения космическим пространством, разработал теорию реактивного движения - основу современной ракетно-космической техники.

Первый запуск ракеты с жидким топливом в 1926 г. произвел американец Годдард. За 2,5 сек. полета ракета преодолела расстояние в 56 м, поднявшись на высоту 12,5 м.

Идея Циолковского была осуществлена советскими учёными под руководством академика Сергея Павловича Королёва. В 1993 году под Москвой были осуществлены первые запуски отечественных ракет.

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

1. Толчком к дальнейшему развитию ракетостроения послужило военное применение ракет как грозного оружия второй мировой войны.

Военное и мирное использование ракетной техники шагало рука об руку. Арсенал боевых ракет второй мировой войны в послевоенное время видоизменялся и приспосабливался для запуска в верхние слои атмосферы Земли научных приборов.

4 октября 1957 г. в 22 часа 28 минут московского времени с космодрома Байконур в СССР принял старт первый в мире искусственный спутник Земли. Его масса составляла 83,6 кг. Он просуществовал 92 суток.

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

1. Первым человеком, который совершил полёт в космическом пространстве, был гражданин Советского Союза Юрий Алексеевич Гагарин. 12 апреля 1961 г. Он облетел земной шар на корабле-спутнике «Восток»

Советские ракеты первыми достигли Луны, облетели Луну и сфотографировали её невидимую с Земли сторону, первыми достигли Венеры и доставили на её поверхность научные приборы. В 1986 г. два советских космических корабля с близкого расстояния исследовали комету Галлея, приближающуюся к Солнцу один раз в 76 лет.

В начале XX века люди мечтали о возможности космических полётов, теперь уже работают многоцелевые орбитальные станции. Недавно, а именно в 2001 году, с помощью телескопа, выведенного на космическую орбиту, определили 10 планету в солнечной системе. Невозможное сегодня станет возможным завтра. Циолковский мечтал о времени, когда люди запросто смогут “поехать” в гости на любую планету, смогут путешествовать во всей Вселенной.

1. Из года в год люди засоряют огромные территории не только суши, но и загрязняют моря, океаны. А в XX веке человечество заглянуло в космос, и теперь, по своей привычке, устроили свалку и там.

Тема загрязнения космоса становится всё острее, ведь с каждым годом запускается всё больше орбитальных аппаратов. И это влияет не только на количество хлама, болтающегося около планеты и регулярно падающего на Землю, но на увеличение вредного воздействия запуска ракет на атмосферу.

Вокруг Земли вращается около 300 тысяч обломков мусора. Но если учесть мельчайшие фрагменты спутников (около 10 см), то этих обломков окажется несколько миллионов.

Схематично, мусор на орбите Земли распределён так:

2. За счет сжигания топлива разных видов на Земле в атмосферу сейчас ежегодно поступает более 20 млрд. тонн углекислого газа и свыше 700 млн. тонн других газообразных соединений и твердых частиц, в том числе около 150 млн. тонн сернистого газа. Последний, соединяясь с атмосферной влагой, образует серную кислоту, что может приводить к выпадению так называемых кислотных дождей, отрицательно влияющих на растительный и животный мир.

3. Как же провести «Уборку» в космосе?

Эффективных практических мер по уничтожению космического мусора на орбитах более 600 км на настоящем уровне технического развития человечества не существует.

Но всё-таки международное сотрудничество по проблеме «космического мусора» развивается по следующим направлениям: это

• Математическое моделирование «космического мусора» и создание международных информационных систем для прогноза засоренности околоземного пространства.

• Разработка способов и средств защиты космических аппаратов от воздействия высокоскоростных частиц «космического мусора».

• Экологический мониторинг: наблюдение за «космическим мусором» и ведение каталога объектов «космического мусора».

• Разработка и внедрение мероприятий, направленных на снижение засоренности околоземного пространства.

4. Шестьсот объектов неработающих в космосе нам мешают, 250 там работают, а вообще в космосе летает 1,2 тысячи неработающих объектов. Очистив каждую точку, можно добыть от 20 до 50 миллионов долларов.

300 тысяч обломков мусора, регулярно становящиеся причинами аварий на космических станциях, вредное влияние запуска ракет на озоновый слой – всё это лишь начало большой проблемы, грозящей серьёзными последствиями для человечества, если не будет перемен.

Поэтому давайте начнём сохранять чистоту не только на планете Земля, но и за её пределами!

всей поверхности Земли. Так и с космическим мусором: в

4группа «Экспериментаторы»(4 чел)

(показывает опыты доказывающие возможность реактивного движения)

1. Большое сегнерово колесо.

(1750 - В.Я. Сегнер изобрёл колесо, которое вращалось за счёт вытекания с двух сторон струй воды.

Сегнер Янош Андрош (1704 - 1777). Венгерский математик и физик. Занимался конструированием и совершенствованием различных научных приборов. Разработал теорию капиллярности. Изобретенное им “сегнерово” колесо явилось прообразом первых реактивных гидравлических турбин.)

1. Воздушная карусель.

2. Водяной двигатель.

3. Реактивный воздушный шар.

4. Воздушный шар на леске.

5. Реактивная банка

6. Движение находящихся в покое мальчика на роликах и мяча после того, как мальчик бросил мяч. ( Учащиеся-экспериментаторы анализируют опыт и делают вывод, что до взаимодействия двух тел импульс замкнутой системы равен нулю, по закону сохранения импульса импульс системы должен остаться равным нулю Рсис=Р1+Р2 После взаимодействия мяч получает импульс, равный Р1=m1·v1, а человек на роликах - импульс Р2=m2·v2, они равны по модулю, но противоположны по направлению, только в этом случае их суммарный импульс будет равен нулю. Поскольку масса человека много больше массы мяча, то скорость мяча значительно больше.)

7. ученик встаёт на легкоподвижную тележку, спрыгивает с неё. Тележка движется в противоположную сторону

Вопросы группам ( 1 журналист).

1.Меня интересует вопрос, как космонавты возвращаются на Землю?

2.Кто сказал такие слова: « Облетев Землю на корабле-спутнике, я увидел, как прекрасна наша планета. Люди, будем хранить и преумножать эту красоту, а не разрушать её!»?

3. Да, космос, ракеты, это хорошо. Но самый большой космодром нашей страны находится неподалёку, это …( Байконур). А хорошо это или плохо? И как это влияет на наше здоровье?

4. Что общего у кальмара, медузы и ракеты?

Вопросы группам ( 2 журналист).

1. Почему в космос не летают на вертолётах?

1. В фантастической книге Распэ «Приключения барона Мюнхаузена», Мюнхаузен, схватив себя за волосы, изо всех сил дёрнул вверх и без большого труда вытащил из болота себя и своего коня, которого держал ногами , как щипцами. Возможно ли такое?

1. Метеорит, сгорает в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Куда девается при этом его импульс?

1. Приведите примеры реактивного движения в мире растений.