Багато хто з нас у своєму житті зустрічалися під час купання в морі з медузами. Але мало хто замислювався, що медузи для пересування користуються реактивним рухом. І часто ККД морських безхребетних тварин при використанні реактивного руху набагато вище, ніж у техно винаходів.

Каракатиця Каракатиця, як і більшість головоногих молюсків, рухається у воді в такий спосіб. Вона забирає воду в зяброву порожнину через бічну щілину і особливу вирву попереду тіла, а потім енергійно викидає струмінь води через вирву. Каракатиця спрямовує трубку вирви в бік або назад і швидко видавлюючи з неї воду, може рухатися в різні боки.

Кальмар Кальмар є найбільшим безхребетним мешканцем океанських глибин. Він пересувається за принципом реактивного руху, вбираючи в себе воду, а потім з величезною силою проштовхуючи її через особливе отвір - "воронку", і з великою швидкістю (близько 70 км\годину) рухається поштовхами назад. При цьому всі десять щупалець кальмара збираються у вузол над головою і він набуває обтічної форми.

Літаючий кальмар Це невелика тварина розміром із оселедець. Він переслідує риби з такою стрімкістю, що нерідко вискакує з води, стрілою проносячись над її поверхнею. Розвинувши у воді максимальну реактивну тягу, кальмар-пілот стартує у повітря та пролітає над хвилями понад п'ятдесят метрів. Апогей польоту живої ракети лежить так високо над водою, що кальмари, що літають, нерідко потрапляють на палуби океанських суден. Чотири-п'ять метрів – не рекордна висота, на яку здіймаються в небо кальмари. Іноді вони злітають ще вище.

Восьминіг Восьминоги теж уміють літати. Французький натураліст Жан Верані бачив, як звичайний восьминіг розігнався в акваріумі і раптом задом наперед несподівано вискочив із води. Описавши в повітрі дугу довжиною метрів за п'ять, він плюхнувся назад в акваріум. Набираючи швидкість для стрибка, восьминіг рухався не лише за рахунок реактивної тяги, а й гріб щупальцями.

Шалений огірок У південних країнах (і у нас на узбережжі Чорного моря теж) росте рослина під назвою "шалений огірок". Варто лише злегка доторкнутися до дозрілого плоду, схожому на огірок, як він відскакує від плодоніжки, а через отвір з плоду, що утворився, зі швидкістю до 10 м/с вилітає рідина з насінням. Стріляє скажений огірок (інакше його називають «жіночий пістолет») більш ніж на 12 м.

Реактивний рух у природі та техніці

РЕФЕРАТ З ФІЗИКИ

Реактивний рух- рух, що виникає при відділенні від тіла з деякою швидкістю будь-якої його частини.

Реактивна сила виникає без будь-якої взаємодії із зовнішніми тілами.

Застосування реактивного руху на природі

Багато хто з нас у своєму житті зустрічався під час купання в морі з медузами. В усякому разі, у Чорному морі їх цілком вистачає. Але мало хто замислювався, що медузи для пересування користуються реактивним рухом. Крім того, саме так пересуваються і личинки бабок, і деякі види морського планктону. І найчастіше ККД морських безхребетних тварин при використанні реактивного руху набагато вище, ніж у технічне винаходи.

Реактивний рух використовується багатьма молюсками – восьминогами, кальмарами, каракатицями. Наприклад, морський молюск-гребінець рухається вперед за рахунок реактивної сили струменя води, викинутої з раковини при різкому стисканні її стулок.

Восьминіг

Каракатиця

Каракатиця, як і більшість головоногих молюсків, рухається у воді в такий спосіб. Вона забирає воду в зяброву порожнину через бічну щілину і особливу вирву попереду тіла, а потім енергійно викидає струмінь води через вирву. Каракатиця спрямовує трубку вирви в бік або назад і швидко видавлюючи з неї воду, може рухатися в різні боки.

Сальпа - морська тварина з прозорим тілом, під час руху приймає воду через передній отвір, причому вода потрапляє в широку порожнину, всередині якої по діагоналі натягнуті зябра. Як тільки тварина зробить великий ковток води, отвір закривається. Тоді поздовжні та поперечні м'язи сальпи скорочуються, все тіло стискається, і вода через задній отвір виштовхується назовні. Реакція струменя, що витікає, штовхає сальпу вперед.

Найбільший інтерес має реактивний двигун кальмара. Кальмар є найбільшим безхребетним мешканцем океанських глибин. Кальмари досягли найвищої досконалості у реактивній навігації. Вони навіть тіло своїми зовнішніми формами копіює ракету (чи краще сказати – ракета копіює кальмара, оскільки він належить у справі безперечний пріоритет). При повільному переміщенні кальмар користується великим ромбовидним плавцем, який періодично згинається. Для швидкого кидка використовує реактивний двигун. М'язова тканина – мантія оточує тіло молюска з усіх боків, об'єм її порожнини становить майже половину об'єму тіла кальмару. Тварина засмоктує воду всередину мантійної порожнини, а потім різко викидає струмінь води через вузьке сопло і швидко рухається поштовхами назад. При цьому всі десять щупалець кальмара збираються у вузол над головою, і він набуває обтічної форми. Сопло має спеціальний клапан, і м'язи можуть його повертати, змінюючи напрямок руху. Двигун кальмара дуже економічний, він здатний розвивати швидкість до 60 – 70 км/год. (Деякі дослідники вважають, що навіть до 150 км/год!) Недарма кальмара називають "живою торпедою". Вигинаючи складені пучком щупальця вправо, вліво, вгору чи вниз, кальмар повертає у той чи інший бік. Оскільки таке кермо в порівнянні з самою твариною має дуже великі розміри, то достатньо його незначного руху, щоб кальмар, навіть на повному ходу, легко міг ухилитися від зіткнення з перешкодою. Різкий поворот керма - і плавець мчить вже у зворотний бік. Ось зігнув він кінець вирви назад і ковзає тепер головою вперед. Вигнув її праворуч - і реактивний поштовх відкинув його вліво. Але коли треба плисти швидко, вирва завжди стирчить прямо між щупальцями, і кальмар мчить хвостом уперед, як біг би рак – скорохід, наділений жвавістю скакуна.

Якщо поспішати не потрібно, кальмари і каракатиці плавають, ундулюючи плавниками, - мініатюрні хвилі пробігають по них спереду назад, і тварина граційно ковзає, зрідка підштовхуючи себе також струменем води, викинутої з-під мантії. Тоді добре помітні окремі поштовхи, які отримує молюсок у момент виверження водяних струменів. Деякі головоногі можуть розвивати швидкість до п'ятдесяти п'яти кілометрів на годину. Прямих вимірів, здається, ніхто не робив, але про це можна судити за швидкістю і дальністю польоту кальмарів, що літають. І такі, виявляється, є таланти у рідні у спрутів! Найкращий пілот серед молюсків – кальмар стенотевтіс. Англійські моряки називають його – флайінг-сквід («літаючий кальмар»). Це невелика тварина розміром із оселедець. Він переслідує риби з такою стрімкістю, що нерідко вискакує з води, стрілою проносячись над її поверхнею. До цього прийому він вдається і рятуючи своє життя від хижаків – тунців та макрелей. Розвинувши у воді максимальну реактивну тягу, кальмар-пілот стартує у повітря та пролітає над хвилями понад п'ятдесят метрів. Апогей польоту живої ракети лежить так високо над водою, що кальмари, що літають, нерідко потрапляють на палуби океанських суден. Чотири-п'ять метрів – не рекордна висота, на яку здіймаються в небо кальмари. Іноді вони злітають ще вище.

Англійський дослідник молюсків доктор Рис описав у науковій статті кальмара (довжиною всього 16 сантиметрів), який, пролетівши повітрям неабияку відстань, впав на місток яхти, що височіло над водою майже сім метрів.

Трапляється, що на корабель блискучим каскадом обрушується безліч кальмарів, що літають. Античний письменник Требіус Нігер повідав одного разу сумну історію про корабель, який нібито навіть затонув під вагою кальмарів, що літали, що впали на його палубу. Кальмари можуть злітати без розгону.

Восьминоги теж вміють літати. Французький натураліст Жан Верані бачив, як звичайний восьминіг розігнався в акваріумі і раптом задом наперед несподівано вискочив із води. Описавши в повітрі дугу довжиною метрів за п'ять, він плюхнувся назад в акваріум. Набираючи швидкість для стрибка, восьминіг рухався не лише за рахунок реактивної тяги, а й гріб щупальцями.
Мішковаті восьминоги плавають, звичайно, гірше за кальмари, але в критичні хвилини і вони можуть показати рекордний для кращих спринтерів клас. Співробітники Каліфорнійського акваріума намагалися сфотографувати восьминога, що атакує краба. Спрут кидався на видобуток з такою швидкістю, що на плівці, навіть при зйомці на найбільших швидкостях, завжди виявлялися мастила. Отже, кидок тривав соті частки секунди! Зазвичай восьминоги плавають порівняно повільно. Джозеф Сайнл, який вивчав міграції спрутів, підрахував: восьминіг розміром у півметра пливе морем із середньою швидкістю близько п'ятнадцяти кілометрів на годину. Кожен струмінь води, викинутий з вирви, штовхає його вперед (вірніше, назад, тому що восьминіг пливе задом наперед) на два – два з половиною метри.

Реактивний рух можна зустріти у світі рослин. Наприклад, дозрілі плоди "шаленого огірка" при найлегшому дотику відскакують від плодоніжки, а з отвору, що утворився, з силою викидається клейка рідина з насінням. Сам огірок при цьому відлітає у протилежному напрямку до 12 м-коду.

Знаючи закон збереження імпульсу, можна змінювати власну швидкість переміщення у відкритому просторі. Якщо ви знаходитесь в човні і у вас є кілька важких каменів, то кидаючи каміння у певний бік ви рухатиметеся в протилежному напрямку. Те саме буде і в космічному просторі, але там для цього використовують реактивні двигуни.

Кожен знає, що постріл із рушниці супроводжується віддачею. Якби вага кулі дорівнювала б вазі рушниці, вони б розлетілися з однаковою швидкістю. Віддача відбувається тому, що маса газів, що відкидається, створює реактивну силу, завдяки якій може бути забезпечено рух як у повітрі, так і в безповітряному просторі. І чим більша маса і швидкість газів, що витікають, тим більшу силу віддачі відчуває наше плече, чим сильніша реакція рушниці, тим більша реактивна сила.

Застосування реактивного руху на техніці

Протягом багатьох століть людство мріяло про космічні польоти. Письменники-фантасти пропонували різні засоби для досягнення цієї мети. У XVII столітті з'явилася розповідь французького письменника Сірано де Бержерака про політ на Місяць. Герой цієї розповіді дістався Місяця в залізному візку, над яким він увесь час підкидав сильний магніт. Притягаючись до нього, віз піднімався над Землею, поки не досяг Місяця. А барон Мюнхгаузен розповідав, що заліз на Місяць стеблом боба.

Наприкінці першого тисячоліття нашої ери в Китаї винайшли реактивний рух, який наводив на дію ракети - бамбукові трубки, начинені порохом, вони також використовувалися як забава. Один із перших проектів автомобілів був також із реактивним двигуном і належав цей проект Ньютону

Автором першого світі проекту реактивного літального апарату, призначеного для польоту людини, був російський революціонер – народовець Н.І. Кібальчич. Його стратили 3 квітня 1881 р. за участь у замаху на імператора Олександра ІІ. Свій проект він розробив у в'язниці після смертного вироку. Кібальчич писав: “Знаковуючи, за кілька днів до своєї смерті я пишу цей проект. Я вірю в здійсненність моєї ідеї, і ця віра підтримує мене у моєму жахливому становищі…Я спокійно зустріну смерть, знаючи, що моя ідея не загине разом зі мною”.

Ідея використання ракет для космічних польотів була запропонована ще на початку нашого століття російським ученим Костянтином Едуардовичем Ціолковським. У 1903 року з'явилася друком стаття викладача калузької гімназії К.Э. Ціолковського "Дослідження світових просторів реактивними приладами". У цьому роботі містилося найважливіше для космонавтики математичне рівняння, тепер відоме як “формула Ціолковського”, яке описувало рух тіла змінної маси. Надалі він розробив схему ракетного двигуна на рідкому паливі, запропонував багатоступінчасту конструкцію ракети, висловив ідею щодо можливості створення цілих космічних міст на навколоземній орбіті. Він показав, єдиний апарат, здатний подолати силу тяжкості - це ракета, тобто. апарат з реактивним двигуном, що використовує пальне та окисник, що знаходяться на самому апараті.

Реактивний рух у природі та техніці

РЕФЕРАТ З ФІЗИКИ

Реактивний рух- рух, що виникає при відділенні від тіла з деякою швидкістю будь-якої його частини.

Реактивна сила виникає без будь-якої взаємодії із зовнішніми тілами.

Застосування реактивного руху на природі

Багато хто з нас у своєму житті зустрічався під час купання в морі з медузами. Принаймні в Чорному морі їх цілком вистачає. Але мало хто замислювався, що медузи для пересування користуються реактивним рухом. Крім того, саме так пересуваються і личинки бабок, і деякі види морського планктону. І найчастіше ККД морських безхребетних тварин при використанні реактивного руху набагато вище, ніж у технічних винаходів.

Реактивний рух використовується багатьма молюсками – восьминогами, кальмарами, каракатицями. Наприклад, морський молюск-гребінець рухається вперед за рахунок реактивної сили струменя води, викинутої з раковини при різкому стисканні її стулок.

Восьминіг

Каракатиця

Каракатиця, як і більшість головоногих молюсків, рухається у воді в такий спосіб. Вона забирає воду в зяброву порожнину через бічну щілину і особливу вирву попереду тіла, а потім енергійно викидає струмінь води через вирву. Каракатиця спрямовує трубку вирви в бік або назад і швидко видавлюючи з неї воду, може рухатися в різні боки.

Сальпа - морська тварина з прозорим тілом, під час руху приймає воду через передній отвір, причому вода потрапляє в широку порожнину, всередині якої по діагоналі натягнуті зябра. Як тільки тварина зробить великий ковток води, отвір закривається. Тоді поздовжні та поперечні м'язи сальпи скорочуються, все тіло стискається, і вода через задній отвір виштовхується назовні. Реакція струменя, що витікає, штовхає сальпу вперед.

Найбільший інтерес має реактивний двигун кальмара. Кальмар є найбільшим безхребетним мешканцем океанських глибин. Кальмари досягли найвищої досконалості у реактивній навігації. Вони навіть тіло своїми зовнішніми формами копіює ракету (чи краще сказати – ракета копіює кальмара, оскільки він належить у справі безперечний пріоритет). При повільному переміщенні кальмар користується великим ромбовидним плавцем, який періодично згинається. Для швидкого кидка використовує реактивний двигун. М'язова тканина – мантія оточує тіло молюска з усіх боків, об'єм її порожнини становить майже половину об'єму тіла кальмару. Тварина засмоктує воду всередину мантійної порожнини, а потім різко викидає струмінь води через вузьке сопло і швидко рухається поштовхами назад. При цьому всі десять щупалець кальмара збираються у вузол над головою, і він набуває обтічної форми. Сопло має спеціальний клапан, і м'язи можуть його повертати, змінюючи напрямок руху. Двигун кальмара дуже економічний, він здатний розвивати швидкість до 60 – 70 км/год. (Деякі дослідники вважають, що навіть до 150 км/год!) Недарма кальмара називають "живою торпедою". Вигинаючи складені пучком щупальця вправо, вліво, вгору чи вниз, кальмар повертає у той чи інший бік. Оскільки таке кермо в порівнянні з самою твариною має дуже великі розміри, то достатньо його незначного руху, щоб кальмар, навіть на повному ходу, легко міг ухилитися від зіткнення з перешкодою. Різкий поворот керма - і плавець мчить вже у зворотний бік. Ось зігнув він кінець вирви назад і ковзає тепер головою вперед. Вигнув її праворуч - і реактивний поштовх відкинув його вліво. Але коли треба плисти швидко, вирва завжди стирчить прямо між щупальцями, і кальмар мчить хвостом уперед, як біг би рак – скорохід, наділений жвавістю скакуна.

Якщо поспішати не потрібно, кальмари і каракатиці плавають, ундулюючи плавниками, - мініатюрні хвилі пробігають по них спереду назад, і тварина граційно ковзає, зрідка підштовхуючи себе також струменем води, викинутої з-під мантії. Тоді добре помітні окремі поштовхи, які отримує молюсок у момент виверження водяних струменів. Деякі головоногі можуть розвивати швидкість до п'ятдесяти п'яти кілометрів на годину. Прямих вимірів, здається, ніхто не робив, але про це можна судити за швидкістю і дальністю польоту кальмарів, що літають. І такі, виявляється, є таланти у рідні у спрутів! Найкращий пілот серед молюсків – кальмар стенотевтіс. Англійські моряки називають його – флайінг-сквід («літаючий кальмар»). Це невелика тварина розміром із оселедець. Він переслідує риби з такою стрімкістю, що нерідко вискакує з води, стрілою проносячись над її поверхнею. До цього прийому він вдається і рятуючи своє життя від хижаків – тунців та макрелей. Розвинувши у воді максимальну реактивну тягу, кальмар-пілот стартує у повітря та пролітає над хвилями понад п'ятдесят метрів. Апогей польоту живої ракети лежить так високо над водою, що кальмари, що літають, нерідко потрапляють на палуби океанських суден. Чотири-п'ять метрів – не рекордна висота, на яку здіймаються в небо кальмари. Іноді вони злітають ще вище.

Англійський дослідник молюсків доктор Рис описав у науковій статті кальмара (довжиною всього 16 сантиметрів), який, пролетівши повітрям неабияку відстань, впав на місток яхти, що височіло над водою майже сім метрів.

Трапляється, що на корабель блискучим каскадом обрушується безліч кальмарів, що літають. Античний письменник Требіус Нігер повідав одного разу сумну історію про корабель, який нібито навіть затонув під вагою кальмарів, що літали, що впали на його палубу. Кальмари можуть злітати без розгону.

Восьминоги теж вміють літати. Французький натураліст Жан Верані бачив, як звичайний восьминіг розігнався в акваріумі і раптом задом наперед несподівано вискочив із води. Описавши в повітрі дугу довжиною метрів за п'ять, він плюхнувся назад в акваріум. Набираючи швидкість для стрибка, восьминіг рухався не лише за рахунок реактивної тяги, а й гріб щупальцями.
Мішковаті восьминоги плавають, звичайно, гірше за кальмари, але в критичні хвилини і вони можуть показати рекордний для кращих спринтерів клас. Співробітники Каліфорнійського акваріума намагалися сфотографувати восьминога, що атакує краба. Спрут кидався на видобуток з такою швидкістю, що на плівці, навіть при зйомці на найбільших швидкостях, завжди виявлялися мастила. Отже, кидок тривав соті частки секунди! Зазвичай восьминоги плавають порівняно повільно. Джозеф Сайнл, який вивчав міграції спрутів, підрахував: восьминіг розміром у півметра пливе морем із середньою швидкістю близько п'ятнадцяти кілометрів на годину. Кожен струмінь води, викинутий з вирви, штовхає його вперед (вірніше, назад, тому що восьминіг пливе задом наперед) на два – два з половиною метри.

Реактивний рух можна зустріти у світі рослин. Наприклад, дозрілі плоди "шаленого огірка" при найлегшому дотику відскакують від плодоніжки, а з отвору, що утворився, з силою викидається клейка рідина з насінням. Сам огірок при цьому відлітає у протилежному напрямку до 12 м-коду.

Знаючи закон збереження імпульсу, можна змінювати власну швидкість переміщення у відкритому просторі. Якщо ви знаходитесь в човні і у вас є кілька важких каменів, то кидаючи каміння у певний бік ви рухатиметеся в протилежному напрямку. Те саме буде і в космічному просторі, але там для цього використовують реактивні двигуни.

Кожен знає, що постріл із рушниці супроводжується віддачею. Якби вага кулі дорівнювала б вазі рушниці, вони б розлетілися з однаковою швидкістю. Віддача відбувається тому, що маса газів, що відкидається, створює реактивну силу, завдяки якій може бути забезпечено рух як у повітрі, так і в безповітряному просторі. І чим більша маса і швидкість газів, що витікають, тим більшу силу віддачі відчуває наше плече, чим сильніша реакція рушниці, тим більша реактивна сила.

Застосування реактивного руху на техніці

Протягом багатьох століть людство мріяло про космічні польоти. Письменники-фантасти пропонували різні засоби для досягнення цієї мети. У XVII столітті з'явилася розповідь французького письменника Сірано де Бержерака про політ на Місяць. Герой цієї розповіді дістався Місяця в залізному візку, над яким він увесь час підкидав сильний магніт. Притягаючись до нього, віз піднімався над Землею, поки не досяг Місяця. А барон Мюнхгаузен розповідав, що заліз на Місяць стеблом боба.

Наприкінці першого тисячоліття нашої ери в Китаї винайшли реактивний рух, який наводив на дію ракети - бамбукові трубки, начинені порохом, вони також використовувалися як забава. Один із перших проектів автомобілів був також із реактивним двигуном і належав цей проект Ньютону

Автором першого світі проекту реактивного літального апарату, призначеного для польоту людини, був російський революціонер – народовець Н.І. Кібальчич. Його стратили 3 квітня 1881 р. за участь у замаху на імператора Олександра ІІ. Свій проект він розробив у в'язниці після смертного вироку. Кібальчич писав: “Знаковуючи, за кілька днів до своєї смерті я пишу цей проект. Я вірю в здійсненність моєї ідеї, і ця віра підтримує мене у моєму жахливому становищі…Я спокійно зустріну смерть, знаючи, що моя ідея не загине разом зі мною”.

Ідея використання ракет для космічних польотів була запропонована ще на початку нашого століття російським ученим Костянтином Едуардовичем Ціолковським. У 1903 року з'явилася друком стаття викладача калузької гімназії К.Э. Ціолковського "Дослідження світових просторів реактивними приладами". У цьому роботі містилося найважливіше для космонавтики математичне рівняння, тепер відоме як “формула Ціолковського”, яке описувало рух тіла змінної маси. Надалі він розробив схему ракетного двигуна на рідкому паливі, запропонував багатоступінчасту конструкцію ракети, висловив ідею щодо можливості створення цілих космічних міст на навколоземній орбіті. Він показав, єдиний апарат, здатний подолати силу тяжкості - це ракета, тобто. апарат з реактивним двигуном, що використовує пальне та окисник, що знаходяться на самому апараті.

Реактивний двигун– це двигун, що перетворює хімічну енергію палива на кінетичну енергію газового струменя, при цьому двигун набуває швидкості у зворотному напрямку.

Ідея К.Е.Ціолковського була здійснена радянськими вченими під керівництвом академіка Сергія Павловича Корольова. Перший в історії штучний супутник Землі за допомогою ракети був запущений у Радянському Союзі 4 жовтня 1957 року.

Принцип реактивного руху знаходить широке практичне застосування в авіації та космонавтиці. У космічному просторі немає середовища, з якого тіло могло б взаємодіяти і тим самим змінювати напрямок і модуль своєї швидкості, тому для космічних польотів можуть бути використані лише реактивні літальні апарати, тобто ракети.

Влаштування ракети

В основі руху ракети лежить закон збереження імпульсу. Якщо в певний момент часу від ракети буде відкинуте якесь тіло, то вона набуде такого ж імпульсу, але спрямований у протилежний бік

У будь-якій ракеті, незалежно від її конструкції, завжди є оболонка та паливо з окислювачем. Оболонка ракети включає корисний вантаж (в даному випадку це космічний корабель), приладовий відсік і двигун (камера згоряння, насоси тощо).

Основну масу ракети становить паливо з окислювачем (окислювач необхідний підтримки горіння палива, що у космосі немає кисню).

Паливо та окислювач за допомогою насосів подаються до камери згоряння. Паливо, згоряючи, перетворюється на газ високої температури та високого тиску. Завдяки великій різниці тисків у камері згоряння та в космічному просторі, гази з камери згоряння потужним струменем прямують назовні через розтруб спеціальної форми, званий соплом. Призначення сопла полягає в тому, щоб підвищити швидкість струменя.

Перед стартом ракети її імпульс дорівнює нулю. В результаті взаємодії газу в камері згоряння та решти всіх частин ракети вириваються через сопло газ отримує деякий імпульс. Тоді ракета є замкнуту систему, і її загальний імпульс повинен і після запуску дорівнює нулю. Тому й оболонка ракети зовсім, що у ній перебуває, отримує імпульс, рівний за модулем імпульсу газу, але протилежний у напрямку.

Найбільш масивну частину ракети, призначену для старту та розгону всієї ракети, називають першим щаблем. Коли перший масивний ступінь багатоступінчастої ракети вичерпає при розгоні всі запаси палива, вона відокремлюється. Подальший розгін продовжує другий, менш масивний ступінь, і раніше досягнутої з допомогою першого щаблі швидкості вона додає ще деяку швидкість, та був відділяється. Третій ступінь продовжує нарощування швидкості до необхідного значення та доставляє корисний вантаж на орбіту.

Першою людиною, яка здійснила політ у космічному просторі, був громадянин Радянського Союзу Юрій Олексійович Гагарін. 12 квітня 1961 р. Він облетів земну кулю на кораблі-супутнику «Схід»

Радянські ракети першими досягли Місяця, облетіли Місяць і сфотографували його невидиму із Землі бік, першими досягли планету Венера і доставили її поверхню наукові прилади. У 1986 р. два радянські космічні кораблі «Вега-1» і «Вега-2» з близької відстані досліджували комету Галлея, що наближається до Сонця раз на 76 років.

Системи. Технікафізичних вправ. Цільовий результат рухузалежить не... Оздоровчі сили природиОздоровчі сили природимають істотний вплив... поєднанням сил інерційних, реактивнихта концентрованих м'язових скорочень.

Сьогодні реактивний рух у більшості людей насамперед, звичайно ж, асоціюється з новітніми науковими та технічними розробками. З підручників з фізики нам відомо, що під «реактивним» мають на увазі рух, який виникає в результаті відокремлення від предмета (тіла) будь-якої його частини. Людина хотіла піднятися в небо до зірок, прагнула літати, але здійснити свою мрію змогла лише з появою реактивних літаків і ступінчастих космічних кораблів, здатних переміщатися на величезні відстані, розганяючись до надзвукових швидкостей, завдяки встановленим на них сучасним реактивним двигунам. Конструктори та інженери розробляли можливість використання реактивного руху в двигунах. Фантасти теж не залишалися осторонь, пропонуючи найнеймовірніші ідеї та способи досягнення цієї мети. Дивно, але цей принцип руху широко поширений в живій природі. Досить озирнутися довкола, можна помітити мешканців морів та суші, серед яких є і рослини, в основі руху яких лежить реактивний принцип.

Історія

Ще в античні часи вчені з цікавістю вивчали та аналізували явища, пов'язані з реактивним рухом у природі. Одним з перших, хто теоретично обґрунтував та описав його суть, був Герон, механік та теоретик Стародавньої Греції, який винайшов перший паровий двигун, названий на честь нього. Китайці змогли знайти реактивний метод практичне застосування. Вони першими, взявши за основу спосіб пересування каракатиць та восьминогів, ще в XIII столітті винайшли ракети. Вони застосовувалися у феєрверках, справляючи велике враження, а також як сигнальні ракети, можливо були і бойові ракети, які використовувалися як реактивна артилерія. Згодом ця технологія прийшла до Європи.

Першовідкривачем нового часу став М. Кібальчич, вигадавши схему прототипу літального апарату з реактивним двигуном. Він був видатним винахідником та переконаним революціонером, за що сидів у в'язниці. Саме ув'язнений, він увійшов в історію, створивши свій проект. Після його страти за активну революційну діяльність та виступи проти монархії, його винахід був забутий на архівних полицях. Згодом К.Ціолковський зміг удосконалити ідеї Кібальчича, доводячи можливість досліджувати космічний простір за допомогою реактивного переміщення космічних кораблів.

Пізніше, під час Великої Великої Вітчизняної війни, з'явилися знамениті Катюші, системи польової реактивної артилерії. Так лагідним ім'ям народ неофіційно назвав сильні установки, які використовували сили СРСР. Достовірно невідомо, у зв'язку з чим зброя отримала цю назву. Причиною цього стала чи популярність пісні Блантера, чи літера «К» на корпусі міномета. Згодом фронтовики стали давати прізвиська та іншій зброї, створивши таким чином нову традицію. Німці ж цю бойову ракетну установку називали «сталінським органом» за зовнішній вигляд, що нагадував музичний інструмент і пронизливий звук, який виходив від ракет, що стартували.

Рослинний світ

Представниками фауни також застосовуються закони реактивного руху. Більшість рослин, що володіють такими властивостями становлять однорічники і малолітники: колючеплодник, часник черешчаста, сердечник недоторка, пікульник двонадрізний, мерингія трижилкова.

Колючеплодник, інакше скажений огірок, відносять до сімейства гарбузових. Ця рослина досягає великих розмірів, має товстий корінь з шорстким стеблом і великим листям. Виростає біля Середньої Азії, Середземномор'я, на Кавказі, досить поширений Півдні Росії та України. Усередині плода в період дозрівання насіння перетворюється на слиз, який під дією температур починає бродити і виділяти газ. Ближче до дозрівання тиск усередині плода може досягти 8 атмосфер. Тоді при легкому дотику плід відривається від основи та насіння з рідиною зі швидкістю 10 м/с вилітають із плода. Завдяки здатності стріляти на 12 м у довжину, рослину назвали «жіночий пістолет».

Сердечник недоторку - однорічний широко розповсюджений вигляд. Зустрічається, як правило, у тінистих лісах, по берегах вздовж річок. Потрапивши у північно-східну частину Північної Америки та Південну Африку, благополучно прижився. Сердечник-недоторка розмножується насінням. Насіння у сердечника-недоторги дрібне, масою не більше 5 мг, яке відкидається на відстань у 90 см. Завдяки такому способу поширення насіння, рослина і отримала свою назву.

Тваринний світ

Реактивний рух – цікаві факти, що стосуються тваринного світу. У головоногих молюсків реактивне переміщення відбувається за допомогою води, що видихається через сифон, який звужується зазвичай до невеликого отвору для отримання максимальної швидкості видиху. Вода через зябра проходить до видиху, виконуючи подвійну мету дихання та переміщення. Морські зайці, інакше брюхоногіе молюски, використовують аналогічні засоби руху, але без складного неврологічного апарату головоногих, вони переміщаються більш незграбно.

Деякі риби-лицарі також розвинули реактивне переміщення, пропускаючи воду через зябра, щоб доповнити плавниковий рух.

У личинок бабок реактивна сила досягається шляхом витіснення води зі спеціалізованої порожнини в організмі. Морські гребінці та кардиди, сифонофори, туніки (такі, як сальпи) та деякі медузи також використовують реактивну тягу.

Велику частину часу морські гребінці спокійно лежать на дні, але у разі появи небезпеки швидко змикають стулки своєї раковини, так вони виштовхують воду. Цей механізм поведінки теж свідчить про використання принципу реактивного переміщення. Завдяки йому, гребінці можуть спливати та переміщатися на велику відстань, застосовуючи техніку відкриття-закриття раковини.

Кальмар також застосовує цей метод, вбирає воду, а потім з величезною силою проштовхуючи через вирву рухається швидкістю не менше 70 км./год. Збираючи щупальці в один вузол, тіло кальмара утворює обтічну форму. Взявши за основу такий двигун кальмара, інженерами було сконструйовано водомет. Вода в ньому засмоктується в камеру, а потім викидається через сопло. Таким чином, судно прямує у зворотний бік від струменя, що викидається.

Якщо порівняти з кальмарами, найбільш ефективними двигунами користуються сальпи, витрачаючи значно менше енергії, ніж кальмари. Рухаючись сальпа, запускає воду в отвір спереду, а потім надходить у широку порожнину, де натягнуті зябра. Після ковтка отвір закривається, а за допомогою поздовжніх і поперечних м'язів, що скорочуються, які стискають тіло, відбувається викид води через отвір ззаду.

Найнезвичайнішим із усіх механізмів пересування може похвалитися звичайна кішка. Марсель Депре висловив припущення, що тіло здатне рухатися і змінювати своє становище навіть за допомогою одних лише внутрішніх сил (ні від чого не відштовхуючись і ні на що не спираючись), з чого можна було зробити висновок, що закони Ньютона можуть бути помилковими. Доказом його припущення могла стати кішка, яка зірвалася з висоти. Під час падіння вниз головою, вона все одно приземлиться на всі лапи, це вже стало своєрідною аксіомою. Детально сфотографувавши переміщення кішки, змогли по кадрах розглянути все, що вона проробляла в повітрі. Побачили її рух лапою, який викликав реакцію тулуба у відповідь, повертаючись в інший бік щодо руху лапки. Діючи за законами Ньютона, кішка успішно приземлилася.

У тварин усе відбувається лише на рівні інстинкту, людина своє чергу робить свідомо. Професійні плавці, стрибнувши з вишки, встигають тричі обернутися в повітрі, і зумівши зупинити обертання, випрямляються строго вертикально і пірнають у воду. Цей принцип діє щодо повітряних циркових гімнастів.

Скільки б людина не намагалася перевершити природу, удосконалюючи створені нею винаходи, все одно ми поки що не досягли тієї технологічної досконалості, коли б літаки могли повторити дії бабки: зависати у повітрі, миттєво подаватись назад або рухатися убік. Причому це відбувається на великій швидкості. Можливо, пройде ще трохи часу та літаки, завдяки поправкам на особливості аеродинаміки та реактивні можливості бабок, зможуть здійснювати круті розвороти та стануть менш сприйнятливими до зовнішніх умов. Підглянувши у природи, людина ще багато може вдосконалити на благо технічного прогресу.

Поняття реактивного руху та реактивної тяги

Реактивний рух (з точки зору прикладів у природі)- рух, що виникає при відділенні від тіла з деякою швидкістю будь-якої його частини.

Принцип реактивного руху ґрунтується на законі збереження імпульсу ізольованої механічної системи тел:

Тобто сумарний імпульс системи часток є постійною величиною. За відсутності зовнішніх впливів імпульс системи дорівнює нулю і змінити його можна зсередини за рахунок реактивної тяги.

Реактивна тяга (з погляду прикладів у природі)- сила реакції частинок, що відокремлюються, яка прикладена в точці центру закінчення (у ракети - центр зрізу сопла двигуна) і спрямована протилежно вектору швидкості частинок, що відокремлюються.

Маса робочого тіла (ракети)

Загальне прискорення робочого тіла

Швидкість закінчення частинок (газів), що відокремлюються.

Щомиті витрата палива

Приклади реактивного руху у неживій природі

Реактивний рух можна знайти і у світі рослин. У південних країнах (і у нас на узбережжі Чорного моря теж) росте рослина під назвою "шалений огірок".

Латинська назва роду Ecballium походить від грецького слова зі значенням - викидаю, за влаштуванням плода, що викидає насіння.

Плоди скаженого огірка сизо-зелені або зелені, соковиті, довгасті або довгасто-яйцеподібні, довжиною 4-6 см, шириною 1,5-2,5, щетинисті, на обох кінцях тупі, багатонасінні (рис 1). Насіння видовжене, дрібне, стиснуте, гладке, вузько-окаймлене, довжиною близько 4 мм. При дозріванні насіння тканина, що їх оточує, перетворюється на слизову масу. При цьому, в плоді утворюється великий тиск, в результаті чого плід відокремлюється від плодоніжки, а насіння разом зі слизом з силою викидається назовні через отвір, що утворився. Самі огірки при цьому відлітають у протилежному напрямку. Стріляє скажений огірок (інакше його називають «жіночий пістолет») більш ніж на 12 м (рис 2).

Приклади реактивного руху у тваринному світі

Морські тварини

Багато морських тварин користуються для пересування користуються реактивним рухом, серед них медузи, морські гребінці, восьминоги, кальмари, каракатиці, сальпи, деякі види планктону. Всі вони використовують реакцію струменя води, що викидається, відмінність полягає в будові тіла, а отже в способі забору і викиду води.

Морський молюск-гребінець (рис 3) рухається за рахунок реактивної сили струменя води, викинутої з раковини при різкому стисканні її стулок. Він застосовує цей вид руху у разі небезпеки.

Каракатиці (рис 4) і восьминоги (рис 5) забирають воду в зяброву порожнину через бічну щілину і особливу вирву попереду тіла, а потім енергійно викидає струмінь води через вирву. Каракатиця спрямовує трубку вирви в бік або назад і швидко видавлюючи з неї воду, може рухатися в різні боки. Восьминоги, складаючи щупальця над головою, надають своєму тілу обтічної форми і можуть таким чином управляти своїм рухом, змінюючи його напрямок.

Восьминоги навіть уміють літати. Французький натураліст Жан Верані бачив, як звичайний восьминіг розігнався в акваріумі і раптом задом наперед несподівано вискочив із води. Описавши в повітрі дугу довжиною метрів за п'ять, він плюхнувся назад в акваріум. Набираючи швидкість для стрибка, восьминіг рухався не лише за рахунок реактивної тяги, а й гріб щупальцями.

Сальпа (рис 6) - морська тварина з прозорим тілом, що при русі приймає воду через передній отвір, причому вода потрапляє в широку порожнину, всередині якої по діагоналі натягнуті зябра. Як тільки тварина зробить великий ковток води, отвір закривається. Тоді поздовжні та поперечні м'язи сальпи скорочуються, все тіло стискається і вода через задній отвір виштовхується назовні.

Кальмари (рис. 7). М'язова тканина – мантія оточує тіло молюска з усіх боків, об'єм її порожнини становить майже половину об'єму тіла кальмара. Тварина засмоктує воду всередину мантійної порожнини, а потім різко викидає струмінь води через вузьке сопло і швидко рухається поштовхами назад. При цьому всі десять щупалець кальмара збираються у вузол над головою, і він набуває обтічної форми. Сопло має спеціальний клапан, і м'язи можуть його повертати, змінюючи напрямок руху. Двигун кальмара дуже економічний і здатний розвивати швидкість до 60 – 70 км/год. Вигинаючи складені пучком щупальця вправо, вліво, вгору чи вниз, кальмар повертає у той чи інший бік. Оскільки таке кермо в порівнянні з самою твариною має дуже великі розміри, то достатньо його незначного руху, щоб кальмар, навіть на повному ходу, легко міг ухилитися від зіткнення з перешкодою. Але коли треба плисти швидко, вирва завжди стирчить прямо між щупальцями, і кальмар мчить хвостом уперед.

Інженери вже створили двигун, подібний до двигуна кальмара. Його називають водометом. У ньому вода засмоктується до камери. А потім викидається із неї через сопло; судно рухається у бік, протилежний напряму викиду струменя. Вода засмоктується за допомогою звичайного бензинового або дизельного двигуна (див. Додаток).

Найкращий пілот серед молюсків – кальмар стенотевтіс. Моряки називають його – «літаючий кальмар». Він переслідує риби з такою стрімкістю, що нерідко вискакує з води, стрілою проносячись над її поверхнею. До цього прийому він вдається і рятуючи своє життя від хижаків - тунців та макрелей. Розвинувши у воді максимальну реактивну тягу, кальмар-пілот стартує у повітря та пролітає над хвилями понад п'ятдесят метрів. Апогей польоту живої ракети лежить так високо над водою, що кальмари, що літають, нерідко потрапляють на палуби океанських суден. Чотири-п'ять метрів – не рекордна висота, на яку піднімаються у небо кальмари. Іноді вони злітають ще вище.

Англійський дослідник молюсків доктор Рис описав у науковій статті кальмара (довжиною всього 16 сантиметрів), який, пролетівши повітрям неабияку відстань, впав на місток яхти, що височіло над водою майже сім метрів.

Трапляється, що на корабель блискучим каскадом обрушується безліч кальмарів, що літають. Античний письменник Требіус Нігер повідав одного разу сумну історію про корабель, який нібито навіть затонув під вагою кальмарів, що літали, що впали на його палубу.

Комахи

Подібним чином переміщуються і личинки бабок. Причому не всі, а довгобрюхі, активно плаваючі личинки стоячих (сім. Коромисла) та текучих (сім. Кордулегастри) вод, а також короткобрюхі личинки стоячих вод, що повзають. Реактивний рух личинка використовує головним чином хвилину небезпеки у тому, щоб швидко переміститися інше місце. Такий спосіб пересування не передбачає точного маневрування та не придатний для гонитви за здобиччю. Але личинки коромисел і не ганяються ні за ким - вони віддають перевагу полюванню із засідки.

Задня кишка личинки бабки, крім своєї основної функції, виконує ще й роль органу руху. Вода заповнює задню кишку, потім із силою викидається, і личинка переміщається за принципом реактивного руху на 6-8 див.

реактивний рух природа техніка

додаток