Выполнил:
Бестаев Артур
Учащийся 1-го класса
Научный руководитель:
Титова А.Р.
учитель начальных классов
высшей категории
Введение
Я живу в городе Владикавказ. Недалеко от моего города на расстоянии 26,5 км находится аэропорт «Беслан». Поэтому я часто в небе могу наблюдать, как летят самолеты, оставляя за собой белый след. А когда я был совсем маленьким, мой папа работал в аэропорту, и я с восторгом наблюдал за тем, как самолеты поднимаются в небо. Сейчас я стал старше, и меня заинтересовал вопрос полета ракеты в космос. Ведь у самолета, как у птицы, есть крылья, а у ракеты их нет.
Цели работы:
- узнать и установить экспериментально за счет чего ракеты поднимаются в космическое пространство;
- узнать существуют ли в природе примеры реактивного движения.
Задачи исследования:
- собрать и изучить информацию по данной теме в сети "Интеренет";
- почитать литературу по реактивному движению;
- провести несколько экспериментов;
- поделиться полученной информацией и интересными фактами с одноклассниками;
- подготовить презентацию для защиты моей работы.
Объект исследования: ракета.
Предмет исследования: реактивное движение.
Вопросы исследовательской работы:
- проследить историю появления ракеты;
- узнать какие виды ракет бывают;
- узнать встречается ли в живой природе такой же принцип движения.
В школе по окружающему миру недавно мы с классом проходили тему «Прошлое, настоящее и будущее». На картинке с изображением будущего времени были изображены летающие машины. Это может быть вполне и не очень далекое будущее. И тем актуальнее тема моей исследовательской работы. Если будущее будет таким как на рисунке из учебника, то, скорее всего, сила, двигающая ракеты, будет двигать и летающими машинами.
Гипотеза работы: я предполагаю, что реактивное движение можно встретить в природе.
Методы исследования:
- подумать самостоятельно;
- изучить книги;
- изучить информацию в сети «Интернет»;
- познакомиться с кино- и телефильмами по теме моей работы.
Этапы исследовательской работы:
- сбор информации;
- проведение экспериментов;
- проведение одного из экспериментов в классе с одноклассниками;
- определение вопросов для дальнейшего изучения данной темы.
Основная часть
Определение слова ракета
Слово ракета, происходит от итальянского слова rocchetta, которое переводится "маленькое веретено". Ракета - это летательный аппарат, в основе движения которого лежит реактивное движение. Оно заключается в том, что вследствие отброса части аппарата назад сам аппарат двигается вперед. Реактивному движению не нужна помощь окружающей среды, как самолету, поэтому ракета может двигаться и в космосе, где нет воздуха. Словом ракета называют множество летающих устройств. Это может быть праздничная петарда, а может быть и космическая ракета-носитель.
Самые первые ракеты были изобретены около 800 лет назад. Их использовали для фейерверков. Затем люди поняли, что их можно использовать, как оружие для нападения или защиты. К ракетам стали прикреплять стрелы, так они стали боевым оружием. (Рисунок 1)
Рисунок 1
Сегодня ракеты - это транспортные средства, позволяющие людям исследовать космическое пространство.
Какие бывают ракеты
Как я сказал ранее, ракеты - это летательные аппараты от фейерверка до ракеты-носителя. Меня интересуют в моей работе ракеты-носители - ракеты, с помощью которых человек осваивает космическое пространство. Хотя ракеты-носители также бывают и боевыми.
Космические ракеты нужны для того, чтобы что-то выводить в космос. Это могут быть космические корабли или космические аппараты.
Ракету, которая выводит на орбиту космический корабль с экипажем, практически всегда отличается по внешнему виду от той, которая выводит грузовой корабль или космический аппарат. Она представляет собой еще одну небольшую ракету в головной части ракеты-носителя, которая в случае аварии должна вытянуть пилотируемый корабль и увести его от места аварии.
Рисунок 2
Рисунок 3
Примеры реактивного движения в природе
Наверняка купаясь в море, вы видели медуз, но вряд ли задумывались, что передвигаются эти удивительные (и к тому же медлительные) существа как раз таки с благодаря реактивному движению. А именно с помощью сокращения своего прозрачного купола они выдавливают воду, которая служит своего рода «реактивных двигателем» медуз.
Рисунок 4
Похожий механизм движения имеет и каракатица - через особую воронку впереди тела и через боковую щель она набирает воду в свою жаберную полость, а затем энергично выбрасывает ее через воронку, направленную взад либо в бок (в зависимости от направления движения нужного каракатице).
Рисунок 5
Но самый интересный реактивный двигатель созданный природой имеется у кальмаров, которых вполне справедливо можно назвать «живыми торпедами». Ведь даже тело этих животных по своей форме напоминает ракету, хотя по правде все как раз с точностью наоборот - это ракета своей конструкцией копирует тело кальмара.
Рисунок 6
Если кальмару необходимо совершить быстрый бросок, он использует свой природный реактивный двигатель. Тело его окружено мантией, особой мышечной тканью и половина объема всего кальмара приходится на мантийную полость, в которую тот всасывает воду. Потом он резко выбрасывает набранную струю воды через узкое сопло, при этом складывая все свои десть щупалец над головой таким образом, чтобы приобрести обтекаемую форму. Благодаря столь совершенной реактивной навигации кальмары могут достигать впечатляющей скорости - 60-70 км в час.
Среди обладателей реактивного двигателя в природе есть и растения, а именно так званный «бешеный огурец». Когда его плоды созревают, в ответ на самое легкое прикосновение он выстреливает клейковиной с семенами.
Рисунок 7
Практическая часть исследования
Почему плывёт лодка? Почему летит птица? Почему летит самолёт? Здесь во всех случаях происходит "отталкивание" от среды (воды, воздуха, земли).
A тaм, гдe нeт вoздуxa, в бeзвoздушнoм кocмичecкoм пpocтpaнcтвe мoгут paбoтaть тoлькo peaктивныe двигaтeли. Paкeтный двигaтeль ocoбый. B нeм cгopaeт тoпливo и oбpaзуeтcя мнoгo гaзoв. Из coплa paкeты гaзы выpывaютcя cильнoй cтpуeй. Cтpуя бьeт нaзaд, a paкeтa лeтит впepeд, в этoм и cocтoит пpинцип peaктивнoгo движeния!
Эксперимент 1. Неконтролируемый полет ракеты из воздушного шарика
Я взял воздушный шарик надул его и отпустил. Из него резко стал выходить воздух, и он заметался в различных направлениях. Это происходило до тех пор, пока не израсходовался весь запас воздуха в шарике.
Эксперимент 2. Управляемый полет ракеты из воздушного шарика
Далее мне захотелось попробовать устроить полет воздушного шарика-ракеты по заданной траектории. Для этого я надул шарик, и закрыл отверстие колпачком от ручки, что воздух из шарика пока не выходил. Затем взял соломинку, продел через нее леску, привязал леску к двум опопрам. А саму соломинку приклеил к своему шарику. Пoдодвинул coлoминку с шариком к oднoй из опор и открыл oтвepcтиe. Coлoминкa c пpикpeплeнным к нeй шapикoм cкoльзила пo леске до тех пор, пока не уперлась в противоположную опору.
Выводы
Пoчeму так происходит в первом и втором экспериментах? Мы наблюдали реактивное движение. Taк нaзывaют движeниe тeлa, вoзникaющee, кoгдa oт нeгo c некоторой скоростью отделяется его чacть. Когда мы отпускаем шарик, его стенки c силой выталкивают воздух наружу, a сам шарик устремляется в противоположную сторону. Соломинка и леска во втором эксперименте не дают шарику крутиться произвольно, они направляют его движение.
Эксперимент 3. «Сегнерево колесо» своими руками.
На третьем oпыте я решил сделать так называемое «ceгнepoвo кoлeco», которое получило свое название в честь венгерского физика Я.А.Сегнера. Ceйчac Ceгнepoвo кoлeco шиpoкo иcпoльзуeтcя, нaпpимep, для поливки растений. Haпop воды вращает головку c распылителями воды. Такой поливочный аппарат можно легко пepeнecти c мecтa нa мecтo.
Рисунок 8
Мы с папой сделали свой прибор. Он представляет собой пластиковую бутылку с двумя отверстиями внизу, к которым прикреплены изогнутые трубки. Трубки должны быть направлены обязательно так, чтобы вода из них выходила в одну сторону, а не друг в друга. Потому что в таком случае реактивного движения не получится.
Рисунок 9
Я убедился, что мой прибор демонстрирует реактивное движение на практике, только теперь отбрасываемым телом является не воздух, как в воздушном шарике, а вода.
Заключение
В ходе работы я понял, что космическая ракета - это сложный и тяжелый летательный аппарат. А реактивное движение - это не простой физический процесс. Реактивное движение встречается в технике, в природе и в нашей повседневной жизни. Я узнал, что даже когда я спрыгиваю со скейтборда, происходит реактивное движение: я прыгаю вперед, а скейтборд отталкивается назад.
Мне было радостно узнать, что моя гипотеза была верна: реактивное движение довольно часто встречается в природе.
Библиографический список литературы