фізика. Реактивний рух у природі та в техніці. Цікава інформація про реактивний рух Де в природі зустрічається реактивний рух

У небо злітають багатотонні космічні кораблі, а в морських водах спритно лавірують прозорі, драглисті медузи, каракатиці та восьминоги - що між ними спільного? Виявляється, в обох випадках використовується принцип реактивного руху. Саме цій темі й присвячена наша сьогоднішня стаття.

Заглянемо в історію

Найкращі перші достовірні відомості про ракети належать до XIII століття.Вони застосовувалися індусами, китайцями, арабами та європейцями у бойових діях як бойова та сигнальна зброя. Потім були цілі століття майже повного забуття цих пристроїв.

У Росії ідея використання реактивного двигуна відродилася завдяки роботам революціонера-народовольця Миколи Кібальчича. Сидячи в царських катівнях, він розробив російський проектреактивного двигуна та літальний апарат для людей. Кібальчич був страчений, а його проект довгі роки припадав пилом в архівах царської охранки.

Основні ідеї, креслення та розрахунки цієї талановитої та мужньої людини отримали подальший розвитоку працях К. Е. Ціолковського, який запропонував використати їх для міжпланетних повідомлень. З 1903 по 1914 він публікує ряд робіт, де переконливо доводить можливість використання реактивного руху для дослідження космічного простору і обґрунтовує доцільність використання багатоступінчастих ракет.

Багато наукових розробок Ціолковського і до цього часу застосовуються в ракетобудуванні.

Біологічні ракети

Як взагалі виникла ідея переміщатися, відштовхуючись від власного реактивного струменя?Можливо, уважно спостерігаючи за морськими мешканцями, мешканці прибережних зон помітили, як це відбувається у тваринному світі.

Наприклад, морський гребінецьпереміщається за рахунок реактивної сили водного струменя, що викидається з раковини при швидкому стисканні її стулок. Але йому ніколи не наздогнати найшвидших плавців - кальмарів.

Їхні ракетоподібні тіла мчать хвостом вперед, викидаючи зі спеціальної вирви, запасену воду. переміщуються за тим самим принципом, видавлюючи воду скороченням свого прозорого бані.

Природа обдарувала «реактивним двигуном» та рослина під назвою «шалений огірок».Коли його плоди повністю дозрівають, у відповідь на найслабший дотик, він вистрілює клейковину з насінням. Сам плід при цьому відкидається у протилежний бік на відстань до 12 м!

Ні морським мешканцям, ні рослинам невідомі фізичні закони, що у основі цього способу пересування. Ми спробуємо в цьому розібратися.

Фізичні засади принципу реактивного руху

Спочатку звернемося до найпростішого досвіду. Надуємо гумову кулькуі, не зав'язуючи, відпустимо у вільний політ. Стрімкий рух кульки буде продовжуватися до тих пір, поки струмінь повітря, що витікає з нього, буде досить сильним.

Для пояснення результатів цього досвіду нам слід звернутися до ІІІ закону, який стверджує, що два тіла взаємодіють із силами рівними за величиною та протилежними у напрямку.Отже, сила, з якою кулька впливає на струмені повітря, що вириваються з нього, дорівнює силі, з якою повітря відштовхує від себе кульку.

Перенесемо ці міркування на ракету. Ці пристрої на великій швидкості викидають деяку частину своєї маси, внаслідок чого самі одержують прискорення у протилежному напрямку.

З погляду фізики цей процес чітко пояснюється законом збереження імпульсу.Імпульс - це добуток маси тіла на його швидкість (mv) Поки ракета у спокої, її швидкість та імпульс дорівнюють нулю. Якщо з неї викидається реактивний струмінь, то частина по закону збереження імпульсу, що залишилася, повинна придбати таку швидкість, щоб сумарний імпульс, як і раніше, був рівним нулю.

Звернемося до формул:

m г v г + m р v р =0;

m г v г =- m р v р,

де m г v гімпульс створюваним струменем газів, m р v р імпульс, отриманий ракетою.

Знак мінус показує, що напрямок руху ракети та реактивного струменя протилежні.

Пристрій та принцип роботи реактивного двигуна

У техніці реактивні двигуни рухають літаки, ракети, виводять на орбіти космічні апарати. Залежно від призначення вони мають різні пристрої. Але кожен з них має запас палива, камеру для його згоряння та сопло, що прискорює реактивний струмінь.

На міжпланетних автоматичних станціях обладнано також приладовий відсік та кабіни із системою життєзабезпечення для космонавтів.

Сучасні космічні ракети - це складні, багатоступінчасті літальні апарати, що використовують новітні досягнення інженерної думки. Після старту спочатку згоряє паливо в нижній щаблі, після чого вона відокремлюється від ракети, зменшуючи її загальну масу та збільшуючи швидкість.

Потім витрачається паливо на другому ступені і т. д. Нарешті, літальний апарат виводиться на задану траєкторію і починає свій самостійний політ.

Трохи помріємо

Великий мрійник і вчений К. Е. Ціолковський подарував майбутнім поколінням упевненість у тому, що реактивні двигуни дозволять людству вирватися за межі земної атмосфери та поринути у космос. Його передбачення справдилося. Місяць і навіть далекі комети успішно досліджуються космічними апаратами.

У космонавтиці використовують реактивні рідинні двигуни. Використовуючи як паливо нафтопродукти, але швидкості, які вдається отримати за їх допомогою, недостатні для дуже далеких перельотів.

Можливо, ви, наші дорогі читачі, станете свідками польотів землян на інші галактики на апаратах з ядерними, термоядерними або іонними реактивними двигунами.

Якщо це повідомлення тобі у пригоді, буду рада бачити тебе

Велике значення закон збереження імпульсу має під час розгляду реактивного руху.
Під реактивним рухомрозуміють рух тіла, що виникає при відділенні деякої його частини з певною швидкістю щодо нього, наприклад, при закінченні продуктів згоряння з сопла реактивного літального апарату. При цьому виникає так звана реактивна силаштовхає тіло.
Особливість реактивної сили полягає в тому, що вона виникає в результаті взаємодії між собою частин самої системи без взаємодії із зовнішніми тілами.
Тоді як сила, що повідомляє прискорення, наприклад, пішоходу, кораблю або літаку, виникає лише за рахунок взаємодії цих тіл із землею, водою або повітрям.

Так рух тіла можна отримати внаслідок витікання струменя рідини чи газу.

У природі реактивний рухвластиве переважно живим організмам, що у водному середовищі.

У техніці реактивний рух використовується на річковому транспорті (водомітні двигуни), в автомобілебудуванні (перегонові автомобілі), у військовій справі, в авіації та космонавтиці.
Усі сучасні швидкісні літаки оснащені реактивними двигунами, т.к. вони здатні забезпечити потрібну швидкість польоту.
У космічному просторі використовувати інші двигуни, крім реактивних, неможливо, тому що там немає опори, відштовхуючись від якої можна було б отримувати прискорення.

Історія розвитку реактивної техніки

Творцем російської бойової ракети був учений-артилерист К.І. Костянтинів. При вазі 80 кг дальність польоту ракети Константинова досягала 4 км.

Ідея застосування реактивного руху в літальному апараті, проект реактивного повітроплавного приладу, в 1881 була висунута Н.І. Кібальчичем.

В 1903 знаменитий вчений-фізик К.Е. Ціолковський довів можливість польоту в міжпланетному просторі та розробив проект першого ракетоплану з рідинно-реактивним двигуном.

К.Е. Ціолковський спроектував космічний ракетний поїзд, складений з низки ракет, які працюють по черзі і відпадають у міру витрати пального.

Принципи застосування реактивних двигунів

Основою будь-якого реактивного двигуна є камера згоряння, в якій при згорянні палива утворюються гази, що мають дуже високу температуру і тиск на стінки камери. Гази вириваються з вузького сопла ракети з великою швидкістю та створюють реактивну тягу. Відповідно до закону збереження імпульсу, ракета набуває швидкості у протилежному напрямку.

Імпульс системи (ракета-продукти згоряння) залишається рівним нулю. Так як маса ракети зменшується, то навіть при постійній швидкості закінчення газів її швидкість буде збільшуватися, поступово досягаючи максимального значення.
Рух ракети – це приклад руху тіла із змінною масою. Для розрахунку її швидкості використовують закон збереження імпульсу.

Реактивні двигуни поділяються на ракетні двигуни та повітряно-реактивні двигуни.

Ракетні двигунибувають на твердому або рідкому паливі.
У ракетних двигунах на твердому паливі паливо, що містить і пальне, і окислювач, завадять камери згоряння двигуна.
В рідинно-реактивних двигунах, призначених для запуску космічних кораблів, пальне та окисник зберігаються окремо в спеціальних баках і за допомогою насосів подаються до камери згоряння. Як паливо в них можна використовувати гас, бензин, спирт, рідкий водень та ін., а як окислювач, необхідний для горіння, - рідкий кисень, азотну кислоту, та ін.

Сучасні триступінчасті космічні ракети запускаються вертикально, а після проходу щільних шарів атмосфери переводяться на політ у заданому напрямку. Кожен ступінь ракети має свій бак із пальним і бак із окислювачем, а також свій реактивний двигун. У міру згоряння палива відпрацьовані щаблі ракети відкидаються.

Повітряно-реактивні двигуниНині застосовують головним чином літаках. Основна їхня відмінність від ракетних двигунів полягає в тому, що окислювачем для горіння палива служить кисень повітря, що надходить усередину двигуна з атмосфери.
До повітряно-реактивних двигунів відносяться турбокомпресорні двигуни як з осьовим, так і з відцентровим компресором.
Повітря в таких двигунах всмоктується і стискається компресором, що рухається газовою турбіною. Гази, що виходять із камери згоряння, створюють реактивну силу тяги та обертають ротор турбіни.

При дуже великих швидкостях польоту стиснення газів в камері згоряння можна здійснити за рахунок зустрічного повітряного потоку, що набігає. Необхідність у компресорі відпадає.

Виконав:
Студент
Групи 1-121
Окуньова Олена
Перевірив:
П.Л.Вінеамінівна

Місто Перевіз
2011 рік
Зміст:

що таке Реактивний рух………………………………………………………… …..…………………………………..3
Закон збереження імпульсу………………………………………………………… ………….4
Застосування реактивного руху на природе…………………………..….…....5
Застосування реактивного руху на техніці…….…………………...…..….….6
Реактивний рух «Міжконтинентальна ракета»…………..………...…7
Фізичні основи роботи реактивного двигуна..................... .................... 8
Класифікація реактивних двигунів та особливості їх використання…………………………………………… ………………………….………….…….9
Особливості проектування та створення літального апарату…..…10
Заключение…………………………………………………… ……………………………………….11
Список використаної літератури…………………………………………………… …..12

«Реактивний рух»
Реактивний рух - рух тіла, обумовлений відділенням від нього з деякою швидкістю якоїсь його частини. Реактивний рух описується, виходячи із закону збереження імпульсу.
Реактивний рух, що використовується нині в літаках, ракетах і космічних снарядах, властивий восьминогам, кальмарам, каракатиці, медуз - всі вони, без винятку, використовують для плавання реакцію (віддачу) струменя води, що викидається.
Приклади реактивного руху можна знайти і у світі рослин.
У південних країнах 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, фонтаном зі швидкістю до 10 м/с вилітає рідина з насінням.

Самі огірки при цьому відлітають у протилежному напрямку. Стріляє скажений огірок (інакше його називають «жіночий пістолет») більш ніж на 12 м-коду.

«Закон збереження імпульсу»
У замкнутій системі векторна сума імпульсів всіх тіл, що входять до системи, залишається постійною за будь-яких взаємодій тіл цієї системи між собою.
Цей фундаментальний закон природи називається законом збереження імпульсу. Він є наслідком другого і третього законів Ньютона. Розглянемо два взаємодіючі тіла, що входять до складу замкнутої системи.
Сили взаємодії між цими тілами позначимо через і По третьому закону Ньютона Якщо ці тіла взаємодіють протягом часу t, то імпульси сил взаємодії однакові за модулем і направлені в протилежні сторони:

«Застосування реактивного руху на природі»
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, 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. 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.

«Застосування реактивного руху на техніці»
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 вченим Костянтином Едуардовичем Ціолковським. У 1903 року з'явилася друком стаття викладача калузької гімназії К.Э. Ціолковського "Дослідження світових просторів реактивними приладами". У цій роботі було 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. Радянські ракети першими досягли Місяця, облетіли Місяць і сфотографували його невидиму із Землі сторону, 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.

Реактивний рух «Міжконтинентальна ракета»
Людство завжди мріяло про подорож до космосу. Найрізноманітніші засоби для досягнення цієї мети пропонували письменники – фантасти, вчені, мрійники. Але єдиного засобу, що знаходиться в розпорядженні людини, за допомогою якого можна подолати силу земного тяжіння і полетіти в космос за багато століть не зміг винайти жоден учений, жоден письменник-фантаст. Ціолковський - основоположник теорії космічних польотів.
Вперше мрію і прагнення багатьох людей вперше зміг наблизити до реальності російський учений Костянтин Едуардович Ціолковський (1857-1935), який показав, що єдиний апарат, здатний подолати силу тяжіння - це ракета, він вперше представив науковий доказ можливості використання ракети для польотів. , За межі земної атмосфери та інших планет Сонячної системи. Ракетою Цоілковський назвав апарат з реактивним двигуном, який використовує пальне і окислювач, що знаходяться на ньому.
Як відомо з курсу фізики, постріл із рушниці супроводжується віддачею. За законами Ньютона, куля і рушниця розлетілися б у різні боки з однаковою швидкістю, якби мали однакову масу. Маса газів, що відкидається, створює реактивну силу, завдяки якій може бути забезпечено рух, як у повітрі, так і в безповітряному просторі, так виникає віддача. Тим більшу силу віддачі відчуває наше плече, що більше маса і швидкість газів, і, отже, що сильніша реакція рушниці, то більше вписувалося реактивна сила. Ці явища пояснюються законом збереження імпульсу:
векторна (геометрична) сума імпульсів тіл, що становлять замкнуту систему, залишається постійною за будь-яких рухів і взаємодій тіл системи.
Подана формула Ціолковського є фундаментом, на якому ґрунтується весь розрахунок сучасних ракет. Числом Ціолковського називають відношення маси палива до маси ракети наприкінці роботи двигуна – до ваги порожньої ракети.
Таким чином, отримали, що максимально досяжна швидкість ракети залежить насамперед від швидкості витікання газів із сопла. А швидкість закінчення газів сопла у свою чергу залежить від виду палива та температури газового струменя. Значить, що стоїть температура, то більше вписувалося швидкість. Тоді для справжньої ракети потрібно підібрати саме калорійне паливо, що дає найбільшу кількість теплоти. За формулою видно, що ще швидкість ракети залежить від початкової і кінцевої маси ракети, від цього, яка частина її ваги посідає паливо, і яка - на марні (з погляду швидкості польоту) конструкції: корпус, механізми, тощо. д.
Основний висновок із цієї формули Ціолковського для визначення швидкості космічної ракети полягає в тому, що в безповітряному просторі ракета розвине тим більшу швидкість, чим більша швидкість закінчення газів і чим більше число Ціолковського.

"Фізичні основи роботи реактивного двигуна"
У основі сучасних потужних реактивних двигунів різних типів лежить принцип прямої реакції, тобто. принцип створення рушійної сили (або тяги) у вигляді реакції (віддачі) струменя, що випливає з двигуна "робочої речовини", зазвичай - розжарених газів. У всіх двигунах існує два процеси перетворення енергії. Спочатку хімічна енергія палива перетворюється на теплову енергію продуктів згоряння, та був теплова енергія використовується для механічної роботи. До таких двигунів відносяться поршневі двигуни автомобілів, тепловозів, парові та газові турбіни електростанцій тощо. Після того, як у тепловому двигуні утворилися гарячі гази, що містять велику теплову енергію, ця енергія повинна бути перетворена на механічну. Адже двигуни для того й служать, щоб чинити механічну роботу, Щось "рухати", приводити в дію, все одно, будь то динамо-машина на прохання доповнити малюнками електростанції, тепловоз, автомобіль або літак. Щоб теплова енергія газів перейшла в механічну, їх обсяг має зрости. При такому розширенні гази і виконують роботу, яку витрачається їх внутрішня і теплова енергія.
Реактивне сопло може мати різні форми, і тим більше різну конструкцію в залежності від типу двигуна. Головне полягає у тій швидкості, з якою гази випливають із двигуна. Якщо ця швидкість закінчення не перевищує швидкості, з якою у витікаючих газах поширюються звукові хвилі, то сопло є простим циліндровим або звужуючим відрізком труби. Якщо ж швидкість закінчення повинна перевищувати швидкість звуку, то соплу надається форма труби, що розширюється, або ж спочатку звужується, а за тим розширюється (сопло Лавля). Тільки в трубі такої форми, як показує теорія та досвід, можна розігнати газ до надзвукових швидкостей, переступити через "звуковий бар'єр".

«Класифікація реактивних двигунів та особливості їх використання»
Однак цей могутній ствол, принцип прямої реакції, дав життя величезній кроні "генеалогічного дерева" сім'ї реактивних двигунів. Щоб познайомитися з основними гілками його крони, що вінчає "стовбур" прямої реакції. Незабаром, як можна бачити на малюнку (див. нижче), цей стовбур ділиться на дві частини, ніби розщеплений ударом блискавки. Обидва нові стволи однаково прикрашені могутніми кронами. Цей поділ стався з того, що всі "хімічні" реактивні двигуни діляться на два класи залежно від того, використовують вони для своєї роботи навколишнє повітря чи ні.
У безкомпресорному двигуні іншого типу, прямоточному, немає навіть цієї клапанної решітки і тиск у камері згоряння підвищується в результаті швидкісного напору, тобто. гальмування зустрічного потоку повітря, що надходить у двигун у польоті. Зрозуміло, що такий двигун здатний працювати лише тоді, коли літальний апарат уже летить із досить великою швидкістю, на стоянці він тяги не розвине. Але за дуже великої швидкості, в 4-5 разів більшої швидкості звуку, прямоточний двигун розвиває дуже велику тягу і витрачає менше палива, ніж будь-який інший "хімічний" реактивний двигун за цих умов. Ось чому прямоточні двигуни.
і т.д.................

У багатьох людей саме поняття «реактивного руху» міцно асоціюється із сучасними досягненнями науки і техніки, особливо фізики, а в голові з'являються образи реактивних літаків або навіть космічних кораблів, що літають на надзвукових швидкостях за допомогою горезвісних реактивних двигунів. Насправді явище реактивного руху набагато давніше, ніж навіть сама людина, адже воно з'явилося задовго до нас, людей. Так, реактивний рух активно представлений у природі: медузи, каракатиці ось уже мільйони років плавають у морських безоднях за тим самим принципом, за яким сьогодні літають сучасні надзвукові реактивні літаки.

Історія реактивного руху

З давніх часів різні вчені спостерігали явища реактивного руху в природі, так раніше за всіх про нього писав давньогрецький математик і механік Герон, щоправда, далі за теорію він так і не зайшов.

Якщо ж говорити про практичне застосування реактивного руху, то першими тут були винахідливі китайці. Приблизно в XIII столітті вони здогадалися запозичити принцип руху восьминогів і каракатиць при винаході перших ракет, які вони почали використовувати як для феєрверків, так і для бойових дій (як бойова і сигнальна зброя). Трохи згодом цей корисний винахід китайців перейняли араби, а від них уже й європейці.

Зрозуміло, перші умовно реактивні ракети мали порівняно примітивну конструкцію і протягом кількох століть вони практично не розвивалися, здавалося, що історія розвитку реактивного руху завмерла. Прорив у цій справі стався лише у ХІХ столітті.

Хто відкрив реактивний рух?

Мабуть, лаври першовідкривача реактивного руху в «новому часі» можна присудити Миколі Кібальчичу, як талановитому російському винахіднику, а й за сумісництвом революціонеру-народовольцю. Свій проект реактивного двигуна та літального апарату для людей він створив сидячи у царській в'язниці. Пізніше Кібальчич був страчений за свою революційну діяльність, а його проект так і залишився припадати пилом на полицях в архівах царської охранки.

Пізніше роботи Кібальчича у цьому напрямі були відкриті та доповнені працями ще одного талановитого вченого К. Е. Ціолковського. З 1903 по 1914 рік він опублікував ряд робіт, у яких переконливо доводилася можливість використання реактивного руху під час створення космічних кораблів на дослідження космічного простору. Їм був сформований принцип використання багатоступінчастих ракет. І до цього дня багато ідей Ціолковського застосовуються в ракетобудуванні.

Приклади реактивного руху у природі

Напевно купаючись у морі, Ви бачили медуз, але навряд чи замислювалися, що пересуваються ці дивовижні (і до того ж повільні) істоти завдяки реактивному руху. А саме за допомогою скорочення свого прозорого бані вони видавлюють воду, яка служить свого роду «реактивним двигуном» медуз.

Схожий механізм руху має і каракатиця - через особливу вирву попереду тіла і через бічну щілину вона набирає воду в свою зяброву порожнину, а потім енергійно викидає її через лійку, спрямовану назад або в бік (залежно від напрямку руху потрібного каракатиці).

Але найцікавіший реактивний двигун, створений природою, є у кальмарів, яких цілком справедливо можна назвати «живими торпедами». Адже навіть тіло цих тварин за своєю формою нагадує ракету, хоча по правді все саме з точністю навпаки – це ракета своєю конструкцією копіює тіло кальмара.

Якщо кальмару необхідно зробити швидкий кидок, він використовує природний реактивний двигун. Тіло його оточене мантією, особливою м'язовою тканиною і половина об'єму всього кальмара припадає на мантійну порожнину, в яку всмоктує воду. Потім він різко викидає набраний струмінь води через вузьке сопло, при цьому складаючи всі свої дісти щупалець над головою таким чином, щоб набути обтічної форми. Завдяки досконалій реактивній навігації кальмари можуть досягати вражаючої швидкості – 60-70 км на годину.

Серед власників реактивного двигуна в природі є й рослини, а саме так званий «шалений огірок». Коли його плоди дозрівають, у відповідь на найлегший дотик він вистрілює клейковиною з насінням

Закон реактивного руху

Кальмари, «шалені огірки», медузи та інші каракатиці з давніх-давен користуються реактивним рухом, не замислюючись про його фізичну сутність, ми ж спробуємо розібрати, у чому суть реактивного руху, який рух називають реактивним, дати йому визначення.

Для початку можна вдатися до простого досвіду - якщо звичайна повітряна кулька надуть повітрям і, не зав'язуючи відпустити в політ, він буде стрімко летіти, поки у нього не витрачений запас повітря. Таке явище пояснює третій закон Ньютона, який говорить, що два тіла взаємодіють із силами рівними за величиною та протилежними у напрямку.

Тобто сила впливу кульки на потоки повітря, що вириваються з неї, дорівнює силі, якою повітря відштовхує від себе кульку. За схожим з кулькою принципом працює і ракета, яка на великій швидкості викидає частину своєї маси, при цьому отримуючи сильне прискорення у протилежному напрямку.

Закон збереження імпульсу та реактивний рух

Фізика пояснює процес реактивного руху. Імпульс - це добуток маси тіла на його швидкість (mv). Коли ракета перебуває у стані спокою її імпульс і швидкість дорівнюють нулю. Коли ж із неї починає викидатися реактивний струмінь, то решта згідно із законом збереження імпульсу, має придбати таку швидкість, за якої сумарний імпульс буде по колишньому дорівнює нулю.

Формула реактивного руху

Загалом реактивний рух можна описати такою формулою:
m s v s +m р v р =0
m s v s = -m р v р

де m s v s імпульс створюваним струменем газів, m р v р імпульс, отриманий ракетою.

Знак мінус показує, що напрямок руху ракети та сила реактивного руху струменя протилежні.

Реактивний рух у техніці – принцип роботи реактивного двигуна

В сучасної технікиреактивний рух відіграє дуже важливу роль, тому реактивні двигуни приводять у рух літаки, космічні кораблі. Сам пристрій реактивного двигуна може відрізнятися залежно від його розміру та призначення. Але так чи інакше у кожному з них є

• запас палива,
• камера, для згоряння палива,
• сопло, завдання якого прискорювати реактивний струмінь.

Такий вигляд має реактивний двигун.

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-коду.