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Ótimo valor A lei da conservação do momento se aplica ao considerar o movimento do jato.
Sob propulsão a jato compreender o movimento de um corpo que ocorre quando alguma parte dele se separa com uma certa velocidade em relação a ele, por exemplo, quando os produtos da combustão fluem para fora do bico de um avião a jato. Neste caso, o chamado força de reação empurrando o corpo.
A peculiaridade da força reativa é que ela surge como resultado da interação entre partes do próprio sistema, sem qualquer interação com corpos externos.
Já a força que transmite aceleração, por exemplo, a um pedestre, a um navio ou a um avião, surge apenas devido à interação desses corpos com o solo, a água ou o ar.

Assim, o movimento de um corpo pode ser obtido a partir do fluxo de uma corrente de líquido ou gás.

Movimento do jato na natureza inerente principalmente aos organismos vivos que vivem em um ambiente aquático.

Em tecnologia, a propulsão a jato é utilizada no transporte fluvial (motores a jato de água), na indústria automotiva (carros de corrida), em assuntos militares, na aviação e na astronáutica.
Todas as aeronaves modernas de alta velocidade estão equipadas com motores a jato, porque... eles são capazes de fornecer a velocidade de vôo necessária.
É impossível usar outros motores além dos motores a jato no espaço sideral, uma vez que não há nenhum suporte a partir do qual a aceleração possa ser alcançada.

História do desenvolvimento da tecnologia de jatos

O criador do míssil de combate russo foi o cientista de artilharia K.I. Konstantinov. Pesando 80 kg, o alcance de voo do foguete de Konstantinov atingiu 4 km.

A ideia de usar propulsão a jato em uma aeronave, o projeto de um dispositivo aeronáutico a jato, foi apresentada em 1881 por N.I. Kibalchich.

Em 1903, o famoso físico K.E. Tsiolkovsky provou a possibilidade de vôo no espaço interplanetário e desenvolveu um projeto para o primeiro avião-foguete de propelente líquido. motor a jato.

K. E. Tsiolkovsky projetou um trem de foguetes espaciais composto por uma série de foguetes que operam alternadamente e caem à medida que o combustível se esgota.

Princípios dos motores a jato

A base de qualquer motor a jato é a câmara de combustão, na qual a combustão do combustível produz gases que possuem temperatura muito elevada e exercem pressão nas paredes da câmara. Os gases escapam de um bico estreito do foguete em alta velocidade e criam impulso a jato. De acordo com a lei da conservação do momento, o foguete adquire velocidade na direção oposta.

O impulso do sistema (produtos de combustão de foguetes) permanece igual a zero. Como a massa do foguete diminui, mesmo com vazão de gás constante, sua velocidade aumentará, atingindo gradativamente seu valor máximo.
O movimento de um foguete é um exemplo do movimento de um corpo com massa variável. Para calcular sua velocidade, é utilizada a lei da conservação do momento.

Os motores a jato são divididos em motores de foguete e motores que respiram ar.

Motores de foguete Disponível com combustível sólido ou líquido.
Nos motores de foguete de propelente sólido, o combustível, que contém combustível e oxidante, é forçado para dentro da câmara de combustão do motor.
EM motores a jato líquidos, destinado ao lançamento de espaçonaves, o combustível e o oxidante são armazenados separadamente em tanques especiais e fornecidos à câmara de combustão por meio de bombas. Eles podem usar querosene, gasolina, álcool, hidrogênio líquido, etc. como combustível, e oxigênio líquido, ácido nítrico, etc. como agente oxidante necessário para a combustão.

Os modernos foguetes espaciais de três estágios são lançados verticalmente e, após passarem pelas densas camadas da atmosfera, são transferidos para voar em uma determinada direção. Cada estágio do foguete possui seu próprio tanque de combustível e tanque de oxidante, bem como seu próprio motor a jato. À medida que o combustível queima, os estágios gastos do foguete são descartados.

Motores a jato atualmente usado principalmente em aeronaves. Sua principal diferença em relação aos motores de foguete é que o oxidante para a combustão do combustível é o oxigênio do ar que entra no motor vindo da atmosfera.
Os motores que respiram ar incluem motores turbocompressores com compressor axial e centrífugo.
O ar nesses motores é sugado e comprimido por um compressor acionado por uma turbina a gás. Os gases que saem da câmara de combustão criam uma força de impulso e giram o rotor da turbina.

Em velocidades de vôo muito altas, a compressão de gases na câmara de combustão pode ser alcançada devido ao fluxo de ar que se aproxima. Não há necessidade de compressor.

Propulsão a jato na natureza e tecnologia

RESUMO DE FÍSICA

Propulsão a jato- movimento que ocorre quando qualquer parte dele é separada do corpo a uma determinada velocidade.

A força reativa ocorre sem qualquer interação com corpos externos.

Aplicação de propulsão a jato na natureza

Muitos de nós em nossas vidas encontramos águas-vivas enquanto nadamos no mar. De qualquer forma, há um número suficiente deles no Mar Negro. Mas poucas pessoas pensavam que as águas-vivas também usavam propulsão a jato para se mover. Além disso, é assim que as larvas da libélula e alguns tipos de plâncton marinho se movem. E muitas vezes a eficiência dos animais invertebrados marinhos ao usar a propulsão a jato é muito maior do que a das invenções tecnológicas.

A propulsão a jato é usada por muitos moluscos - polvos, lulas, chocos. Por exemplo, um molusco vieira avança devido à força reativa de um jato de água expelido da concha durante uma forte compressão de suas válvulas.

Polvo

Choco

O choco, como a maioria dos cefalópodes, move-se na água da seguinte maneira. Ela leva água para a cavidade branquial através de uma fenda lateral e um funil especial na frente do corpo e, em seguida, lança energicamente um jato de água através do funil. O choco direciona o tubo do funil para o lado ou para trás e, espremendo rapidamente a água, pode se mover em diferentes direções.

A salpa é um animal marinho de corpo transparente ao se movimentar recebe água pela abertura frontal, e a água entra em uma ampla cavidade, dentro da qual as brânquias se estendem diagonalmente. Assim que o animal toma um grande gole de água, o buraco se fecha. Em seguida, os músculos longitudinais e transversais da salpa se contraem, todo o corpo se contrai e a água é expelida pela abertura posterior. A reação do jato que escapa empurra a salpa para frente.

Mais interesse representa um motor a jato lula. A lula é o maior invertebrado habitante das profundezas do oceano. As lulas alcançaram perfeição suprema na navegação reativa. Até o seu corpo, com suas formas externas, copia o foguete (ou melhor, o foguete copia a lula, pois tem prioridade indiscutível neste assunto). Ao se mover lentamente, a lula usa uma grande barbatana em forma de diamante que se dobra periodicamente. Ele usa um motor a jato para lançar rapidamente. Tecido muscular - o manto envolve o corpo do molusco por todos os lados; o volume de sua cavidade é quase metade do volume do corpo da lula; O animal suga água para dentro da cavidade do manto e, em seguida, lança um jato de água através de um bico estreito e se move para trás com empurrões em alta velocidade. Ao mesmo tempo, todos os dez tentáculos da lula se juntam em um nó acima de sua cabeça e ela adquire forma simplificada. O bico é equipado com uma válvula especial e os músculos podem girá-lo, mudando a direção do movimento. O motor squid é muito econômico, é capaz de atingir velocidades de 60 a 70 km/h. (Alguns pesquisadores acreditam que até 150 km/h!) Não admira que a lula seja chamada de “torpedo vivo”. Ao dobrar os tentáculos agrupados para a direita, esquerda, para cima ou para baixo, a lula gira em uma direção ou outra. Como tal volante, comparado ao próprio animal, tem um efeito muito tamanhos grandes, então seu leve movimento é suficiente para que a lula, mesmo em velocidade máxima, evite facilmente uma colisão com um obstáculo. Uma virada brusca do volante - e o nadador corre para verso. Então ele dobrou a ponta do funil para trás e agora desliza de cabeça. Ele dobrou para a direita - e o impulso do jato o jogou para a esquerda. Mas quando você precisa nadar rápido, o funil sempre se destaca bem entre os tentáculos, e a lula corre primeiro com o rabo, assim como um lagostim correria - um caminhante rápido dotado da agilidade de um corredor.

Se não há necessidade de pressa, lulas e chocos nadam, ondulando suas nadadeiras - ondas em miniatura os percorrem de frente para trás, e o animal desliza graciosamente, ocasionalmente empurrando-se também com um jato de água lançado por baixo do manto. Então, os choques individuais que o molusco recebe no momento da erupção dos jatos d'água são claramente visíveis. Alguns cefalópodes podem atingir velocidades de até cinquenta e cinco quilômetros por hora. Parece que ninguém fez medições diretas, mas isso pode ser avaliado pela velocidade e alcance de vôo das lulas voadoras. E acontece que os polvos têm muitos talentos na família! O melhor piloto entre os moluscos é a lula Stenoteuthis. Os marinheiros ingleses chamam-na de lula voadora (“lula voadora”). Este é um pequeno animal do tamanho de um arenque. Ele persegue peixes com tanta velocidade que muitas vezes salta para fora da água, deslizando sobre sua superfície como uma flecha. Ele recorre a esse truque para salvar sua vida dos predadores - atum e cavala. Tendo desenvolvido o impulso máximo do jato na água, a lula piloto decola e voa sobre as ondas por mais de cinquenta metros. O apogeu do vôo de um foguete vivo fica tão alto acima da água que as lulas voadoras muitas vezes acabam no convés dos navios oceânicos. Quatro a cinco metros não é uma altura recorde para a qual as lulas sobem ao céu. Às vezes eles voam ainda mais alto.

O pesquisador inglês de moluscos Dr. Rees descreveu em artigo científico uma lula (apenas 16 centímetros de comprimento), que, tendo voado uma distância considerável no ar, caiu na ponte do iate, que se elevava quase sete metros acima da água.

Acontece que muitas lulas voadoras caem no navio em uma cascata cintilante. O antigo escritor Trebius Niger disse uma vez história triste sobre um navio que supostamente até afundou sob o peso de lulas voadoras que caíram em seu convés. As lulas podem decolar sem aceleração.

Os polvos também podem voar. O naturalista francês Jean Verani viu como um polvo comum acelerou em um aquário e de repente pulou de costas para fora da água. Depois de descrever um arco de cerca de cinco metros de comprimento no ar, ele voltou para o aquário. Ao ganhar velocidade para pular, o polvo se movia não só devido impulso do jato, mas também remava com tentáculos.
Os polvos folgados nadam, é claro, pior que as lulas, mas em momentos críticos podem mostrar uma classe recorde para os melhores velocistas. A equipe do Aquário da Califórnia tentou fotografar um polvo atacando um caranguejo. O polvo avançou sobre sua presa com tanta velocidade que no filme, mesmo atirando no máximo altas velocidades, sempre houve lubrificantes. Isso significa que o lançamento durou centésimos de segundo! Normalmente, os polvos nadam relativamente devagar. Joseph Seinl, que estudou as migrações dos polvos, calculou: um polvo de meio metro nada no mar a uma velocidade média de cerca de quinze quilômetros por hora. Cada jato de água lançado para fora do funil o empurra para frente (ou melhor, para trás, já que o polvo nada para trás) de dois a dois metros e meio.

O movimento do jato também pode ser encontrado no mundo das plantas. Por exemplo, os frutos maduros do “pepino louco”, ao menor toque, saltam do pedúnculo e um líquido pegajoso com sementes é lançado com força para fora do buraco resultante. O próprio pepino voa na direção oposta até 12 m.

Conhecendo a lei da conservação do momento, você pode alterar sua própria velocidade de movimento em espaço aberto. Se você estiver em um barco e tiver várias pedras pesadas, atirar pedras em uma determinada direção o moverá na direção oposta. O mesmo acontecerá no espaço sideral, mas lá eles usam motores a jato para isso.

Todo mundo sabe que um tiro de arma é acompanhado de recuo. Se o peso da bala fosse igual ao peso da arma, eles se separariam na mesma velocidade. O recuo ocorre porque a massa de gases ejetada cria uma força reativa, graças à qual o movimento pode ser garantido tanto no ar como no espaço sem ar. E quanto maior a massa e a velocidade dos gases que fluem, maior será a força de recuo que nosso ombro sente, mais forte será a reação da arma e maior será a força reativa.

Aplicação de propulsão a jato em tecnologia

Durante muitos séculos, a humanidade sonhou com voos espaciais. Os escritores de ficção científica propuseram uma variedade de meios para atingir esse objetivo. No século XVII apareceu uma história Escritor francês Cyrano de Bergerac sobre o voo para a lua. O herói desta história chegou à Lua em uma carroça de ferro, sobre a qual lançava constantemente um forte ímã. Atraída por ele, a carroça subiu cada vez mais acima da Terra até chegar à Lua. E o Barão Munchausen disse que subiu à lua ao longo de um talo de feijão.

No final do primeiro milénio d.C., a China inventou propulsão a jato, que alimentavam foguetes - tubos de bambu cheios de pólvora, também eram usados ​​​​como diversão. Um dos primeiros projetos de carro também foi com motor a jato e esse projeto pertenceu a Newton

O autor do primeiro projeto mundial de um avião a jato destinado ao voo humano foi o revolucionário russo N.I. Kibalchich. Ele foi executado em 3 de abril de 1881 por sua participação na tentativa de assassinato do imperador Alexandre II. Ele desenvolveu seu projeto na prisão após ser condenado à morte. Kibalchich escreveu: “Enquanto estou na prisão, alguns dias antes da minha morte, estou escrevendo este projeto. Acredito na viabilidade da minha ideia, e essa fé me apoia na minha terrível situação... Enfrentarei a morte com calma, sabendo que minha ideia não morrerá comigo.”

A ideia de usar foguetes para voos espaciais foi proposto no início deste século pelo cientista russo Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Em 1903, um artigo do professor do ginásio Kaluga, K.E. Tsiolkovsky “Exploração de espaços mundiais usando instrumentos reativos.” Este trabalho continha a equação matemática mais importante para a astronáutica, agora conhecida como “fórmula de Tsiolkovsky”, que descrevia o movimento de um corpo de massa variável. Posteriormente, ele desenvolveu um projeto para um motor de foguete de combustível líquido, propôs um projeto de foguete de vários estágios e expressou a ideia da possibilidade de criar cidades espaciais inteiras em órbita baixa da Terra. Ele mostrou que o único dispositivo capaz de superar a gravidade é um foguete, ou seja, um dispositivo com motor a jato que utiliza combustível e oxidante localizado no próprio dispositivo.

Motor a jatoé um motor que converte a energia química do combustível na energia cinética de um jato de gás, enquanto o motor adquire velocidade na direção oposta.

A ideia de K.E. Tsiolkovsky foi implementada por cientistas soviéticos sob a liderança do acadêmico Sergei Pavlovich Korolev. O primeiro satélite artificial da Terra da história foi lançado por foguete na União Soviética em 4 de outubro de 1957.

O princípio da propulsão a jato é amplamente utilizado aplicação prática na aviação e astronáutica. No espaço sideral não existe meio com o qual um corpo possa interagir e, assim, mudar a direção e a magnitude de sua velocidade; portanto, apenas aviões a jato, ou seja, foguetes, podem ser usados ​​para voos espaciais.

Dispositivo de foguete

O movimento de um foguete é baseado na lei da conservação do momento. Se em algum momento algum corpo for arremessado para longe do foguete, ele adquirirá o mesmo impulso, mas direcionado na direção oposta.

Qualquer foguete, independente de seu design, sempre possui casco e combustível com oxidante. A carcaça do foguete inclui a carga útil (neste caso, a espaçonave), o compartimento de instrumentos e o motor (câmara de combustão, bombas, etc.).

A massa principal do foguete é combustível com oxidante (o oxidante é necessário para manter a combustão do combustível, já que não há oxigênio no espaço).

O combustível e o oxidante são fornecidos à câmara de combustão por meio de bombas. O combustível, quando queimado, transforma-se em um gás de alta temperatura e alta pressão. Devido à grande diferença de pressão na câmara de combustão e no espaço sideral, os gases da câmara de combustão saem em um jato poderoso através de um encaixe de formato especial chamado bico. A finalidade do bico é aumentar a velocidade do jato.

Antes do lançamento do foguete, seu momento é zero. Como resultado da interação do gás na câmara de combustão e em todas as outras partes do foguete, o gás que escapa pelo bico recebe algum impulso. Então o foguete é um sistema fechado e seu momento total deve ser zero após o lançamento. Portanto, toda a carcaça do foguete que está nele recebe um impulso igual em magnitude ao impulso do gás, mas de direção oposta.

A parte mais massiva do foguete, destinada ao lançamento e aceleração de todo o foguete, é chamada de primeiro estágio. Quando o primeiro estágio massivo de um foguete de vários estágios esgota todas as suas reservas de combustível durante a aceleração, ele se separa. A aceleração adicional é continuada pelo segundo estágio, menos massivo, e adiciona um pouco mais de velocidade à velocidade anteriormente alcançada com a ajuda do primeiro estágio, e então se separa. O terceiro estágio continua a aumentar a velocidade até o valor necessário e coloca a carga útil em órbita.

A primeira pessoa a voar no espaço sideral foi um cidadão União Soviética Yuri Alekseevich Gagarin. 12 de abril de 1961 Ele voou por aí globo na nave satélite "Vostok"

Os foguetes soviéticos foram os primeiros a chegar à Lua, circundaram a Lua e fotografaram seu lado invisível da Terra, e foram os primeiros a alcançar o planeta Vênus e entregar instrumentos científicos à sua superfície. Em 1986, dois soviéticos nave espacial Vega 1 e Vega 2 examinaram de perto o cometa Halley, que se aproxima do Sol uma vez a cada 76 anos.

Aplicação da propulsão a jato na natureza Muitos de nós em nossas vidas encontramos águas-vivas enquanto nadamos no mar. Mas poucas pessoas pensavam que as águas-vivas também usavam propulsão a jato para se mover. E muitas vezes a eficiência dos animais invertebrados marinhos ao usar a propulsão a jato é muito maior do que a das invenções tecnológicas.

Chocos Os chocos, como a maioria dos cefalópodes, movem-se na água da seguinte maneira. Ela leva água para a cavidade branquial através de uma fenda lateral e um funil especial na frente do corpo e, em seguida, lança energicamente um jato de água através do funil. O choco direciona o tubo do funil para o lado ou para trás e, espremendo rapidamente a água, pode se mover em diferentes direções.

Lula A lula é o maior invertebrado habitante das profundezas do oceano. Ele se move de acordo com o princípio da propulsão a jato, absorvendo água e depois enorme poder empurrando-o através de um buraco especial - um “funil”, e em alta velocidade (cerca de 70 km/h) ele se move para trás com empurrões. Ao mesmo tempo, todos os dez tentáculos da lula são reunidos em um nó acima de sua cabeça e adquirem uma forma aerodinâmica.

Lula voadora Este é um pequeno animal do tamanho de um arenque. Ele persegue peixes com tanta velocidade que muitas vezes salta para fora da água, deslizando sobre sua superfície como uma flecha. Tendo desenvolvido o impulso máximo do jato na água, a lula piloto decola e voa sobre as ondas por mais de cinquenta metros. O apogeu do vôo de um foguete vivo fica tão alto acima da água que as lulas voadoras muitas vezes acabam no convés dos navios oceânicos. Quatro a cinco metros não é uma altura recorde para a qual as lulas sobem ao céu. Às vezes eles voam ainda mais alto.

Polvo Os polvos também podem voar. O naturalista francês Jean Verani viu como um polvo comum acelerou em um aquário e de repente pulou de costas para fora da água. Depois de descrever um arco de cerca de cinco metros de comprimento no ar, ele voltou para o aquário. Ao ganhar velocidade para pular, o polvo se movia não apenas devido ao impulso do jato, mas também remava com seus tentáculos.

Pepino Louco B países do sul(e aqui também na costa do Mar Negro) cresce uma planta chamada “pepino louco”. Assim que você toca levemente uma fruta madura parecida com um pepino, ela salta do caule e, através do buraco resultante, o líquido com sementes voa para fora da fruta a uma velocidade de até 10 m/s. O pepino louco (também chamado de “pistola feminina”) atira a mais de 12 m.

Propulsão a jato na natureza e tecnologia

RESUMO DE FÍSICA

Propulsão a jato- movimento que ocorre quando qualquer parte dele é separada do corpo a uma determinada velocidade.

A força reativa ocorre sem qualquer interação com corpos externos.

Aplicação de propulsão a jato na natureza

Muitos de nós em nossas vidas encontramos águas-vivas enquanto nadamos no mar. De qualquer forma, há um número suficiente deles no Mar Negro. Mas poucas pessoas pensavam que as águas-vivas também usavam propulsão a jato para se mover. Além disso, é assim que as larvas da libélula e alguns tipos de plâncton marinho se movem. E muitas vezes a eficiência dos animais invertebrados marinhos ao usar a propulsão a jato é muito maior do que a das invenções tecnológicas.

A propulsão a jato é usada por muitos moluscos - polvos, lulas, chocos. Por exemplo, um molusco vieira avança devido à força reativa de um jato de água expelido da concha durante uma forte compressão de suas válvulas.

Polvo

Choco

Os chocos, como a maioria dos cefalópodes, movem-se na água da seguinte maneira. Ela leva água para a cavidade branquial através de uma fenda lateral e um funil especial na frente do corpo e, em seguida, lança energicamente um jato de água através do funil. O choco direciona o tubo do funil para o lado ou para trás e, espremendo rapidamente a água, pode se mover em diferentes direções.

A salpa é um animal marinho de corpo transparente ao se movimentar recebe água pela abertura frontal, e a água entra em uma ampla cavidade, dentro da qual as brânquias se estendem diagonalmente. Assim que o animal toma um grande gole de água, o buraco se fecha. Em seguida, os músculos longitudinais e transversais da salpa se contraem, todo o corpo se contrai e a água é expelida pela abertura posterior. A reação do jato que escapa empurra a salpa para frente.

O motor a jato da lula é de maior interesse. A lula é o maior invertebrado habitante das profundezas do oceano. As lulas alcançaram a mais alta perfeição na navegação a jato. Até o seu corpo, com suas formas externas, copia o foguete (ou melhor, o foguete copia a lula, pois tem prioridade indiscutível neste assunto). Ao se mover lentamente, a lula usa uma grande barbatana em forma de diamante que se dobra periodicamente. Ele usa um motor a jato para lançar rapidamente. Tecido muscular - o manto envolve o corpo do molusco por todos os lados; o volume de sua cavidade é quase metade do volume do corpo da lula; O animal suga água para dentro da cavidade do manto e, em seguida, lança um jato de água através de um bico estreito e se move para trás com empurrões em alta velocidade. Ao mesmo tempo, todos os dez tentáculos da lula são reunidos em um nó acima de sua cabeça e ela assume uma forma aerodinâmica. O bico é equipado com uma válvula especial e os músculos podem girá-lo, mudando a direção do movimento. O motor da lula é muito econômico, é capaz de atingir velocidades de 60 a 70 km/h. (Alguns pesquisadores acreditam que até 150 km/h!) Não admira que a lula seja chamada de “torpedo vivo”. Ao dobrar os tentáculos agrupados para a direita, esquerda, para cima ou para baixo, a lula gira em uma direção ou outra. Como esse volante é muito grande em comparação com o próprio animal, seu leve movimento é suficiente para que a lula, mesmo em velocidade máxima, evite facilmente uma colisão com um obstáculo. Uma virada brusca do volante - e o nadador corre na direção oposta. Então ele dobrou a ponta do funil para trás e agora desliza de cabeça. Ele dobrou para a direita - e o impulso do jato o jogou para a esquerda. Mas quando você precisa nadar rápido, o funil sempre se destaca bem entre os tentáculos, e a lula corre primeiro com o rabo, assim como um lagostim correria - um caminhante rápido dotado da agilidade de um corredor.

Se não há necessidade de pressa, lulas e chocos nadam, ondulando suas nadadeiras - ondas em miniatura os percorrem de frente para trás, e o animal desliza graciosamente, ocasionalmente empurrando-se também com um jato de água lançado por baixo do manto. Então, os choques individuais que o molusco recebe no momento da erupção dos jatos d'água são claramente visíveis. Alguns cefalópodes podem atingir velocidades de até cinquenta e cinco quilômetros por hora. Parece que ninguém fez medições diretas, mas isso pode ser avaliado pela velocidade e alcance de vôo das lulas voadoras. E acontece que os polvos têm muitos talentos na família! O melhor piloto entre os moluscos é a lula Stenoteuthis. Os marinheiros ingleses chamam-na de lula voadora (“lula voadora”). Este é um pequeno animal do tamanho de um arenque. Ele persegue peixes com tanta velocidade que muitas vezes salta para fora da água, deslizando sobre sua superfície como uma flecha. Ele recorre a esse truque para salvar sua vida dos predadores - atum e cavala. Tendo desenvolvido o impulso máximo do jato na água, a lula piloto decola e voa sobre as ondas por mais de cinquenta metros. O apogeu do vôo de um foguete vivo fica tão alto acima da água que as lulas voadoras muitas vezes acabam no convés dos navios oceânicos. Quatro a cinco metros não é uma altura recorde para a qual as lulas sobem ao céu. Às vezes eles voam ainda mais alto.

O pesquisador inglês de moluscos Dr. Rees descreveu em um artigo científico uma lula (apenas 16 centímetros de comprimento), que, tendo voado uma boa distância no ar, caiu na ponte de um iate, que se elevava quase sete metros acima da água.

Acontece que muitas lulas voadoras caem no navio em uma cascata cintilante. O antigo escritor Trebius Niger contou certa vez uma triste história sobre um navio que supostamente afundou sob o peso de lulas voadoras que caíram em seu convés. As lulas podem decolar sem aceleração.

Os polvos também podem voar. O naturalista francês Jean Verani viu como um polvo comum acelerou em um aquário e de repente pulou de costas para fora da água. Depois de descrever um arco de cerca de cinco metros de comprimento no ar, ele voltou para o aquário. Ao ganhar velocidade para pular, o polvo se movia não apenas devido ao impulso do jato, mas também remava com seus tentáculos.
Os polvos folgados nadam, é claro, pior que as lulas, mas em momentos críticos podem mostrar uma classe recorde para os melhores velocistas. A equipe do Aquário da Califórnia tentou fotografar um polvo atacando um caranguejo. O polvo avançava sobre sua presa com tanta velocidade que o filme, mesmo filmando nas velocidades mais altas, sempre continha gordura. Isso significa que o lançamento durou centésimos de segundo! Normalmente, os polvos nadam relativamente devagar. Joseph Seinl, que estudou as migrações dos polvos, calculou: um polvo de meio metro nada no mar a uma velocidade média de cerca de quinze quilômetros por hora. Cada jato de água lançado para fora do funil o empurra para frente (ou melhor, para trás, já que o polvo nada para trás) de dois a dois metros e meio.

O movimento do jato também pode ser encontrado no mundo das plantas. Por exemplo, os frutos maduros do “pepino louco”, ao menor toque, saltam do pedúnculo e um líquido pegajoso com sementes é lançado com força para fora do buraco resultante. O próprio pepino voa na direção oposta até 12 m.

Conhecendo a lei da conservação do momento, você pode alterar sua própria velocidade de movimento em um espaço aberto. Se você estiver em um barco e tiver várias pedras pesadas, atirar pedras em uma determinada direção o moverá na direção oposta. O mesmo acontecerá no espaço sideral, mas lá eles usam motores a jato para isso.

Todo mundo sabe que um tiro de arma é acompanhado de recuo. Se o peso da bala fosse igual ao peso da arma, eles se separariam na mesma velocidade. O recuo ocorre porque a massa de gases ejetada cria uma força reativa, graças à qual o movimento pode ser garantido tanto no ar como no espaço sem ar. E quanto maior a massa e a velocidade dos gases que fluem, maior será a força de recuo que nosso ombro sente, mais forte será a reação da arma e maior será a força reativa.

Aplicação de propulsão a jato em tecnologia

Durante muitos séculos, a humanidade sonhou com voos espaciais. Os escritores de ficção científica propuseram uma variedade de meios para atingir esse objetivo. No século XVII, apareceu uma história do escritor francês Cyrano de Bergerac sobre um vôo à lua. O herói desta história chegou à Lua em uma carroça de ferro, sobre a qual lançava constantemente um forte ímã. Atraída por ele, a carroça subiu cada vez mais acima da Terra até chegar à Lua. E o Barão Munchausen disse que subiu à lua ao longo de um talo de feijão.

No final do primeiro milênio DC, a China inventou a propulsão a jato, que movia foguetes - tubos de bambu cheios de pólvora, que também eram usados ​​​​como diversão. Um dos primeiros projetos de carro também foi com motor a jato e esse projeto pertenceu a Newton

O autor do primeiro projeto mundial de um avião a jato destinado ao voo humano foi o revolucionário russo N.I. Kibalchich. Ele foi executado em 3 de abril de 1881 por sua participação na tentativa de assassinato do imperador Alexandre II. Ele desenvolveu seu projeto na prisão após ser condenado à morte. Kibalchich escreveu: “Enquanto estou na prisão, alguns dias antes da minha morte, estou escrevendo este projeto. Acredito na viabilidade da minha ideia, e essa fé me apoia na minha terrível situação... Enfrentarei a morte com calma, sabendo que minha ideia não morrerá comigo.”

A ideia de usar foguetes para voos espaciais foi proposta no início deste século pelo cientista russo Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Em 1903, um artigo do professor do ginásio Kaluga, K.E. Tsiolkovsky “Exploração de espaços mundiais usando instrumentos reativos.” Este trabalho continha a equação matemática mais importante para a astronáutica, agora conhecida como “fórmula de Tsiolkovsky”, que descrevia o movimento de um corpo de massa variável. Posteriormente, ele desenvolveu um projeto para um motor de foguete de combustível líquido, propôs um projeto de foguete de vários estágios e expressou a ideia da possibilidade de criar cidades espaciais inteiras em órbita baixa da Terra. Ele mostrou que o único dispositivo capaz de superar a gravidade é um foguete, ou seja, um dispositivo com motor a jato que utiliza combustível e oxidante localizado no próprio dispositivo.

Motor a jatoé um motor que converte a energia química do combustível na energia cinética de um jato de gás, enquanto o motor adquire velocidade na direção oposta.

A ideia de K.E. Tsiolkovsky foi implementada por cientistas soviéticos sob a liderança do acadêmico Sergei Pavlovich Korolev. O primeiro satélite artificial da Terra da história foi lançado por foguete na União Soviética em 4 de outubro de 1957.

O princípio da propulsão a jato encontra ampla aplicação prática na aviação e na astronáutica. No espaço sideral não existe meio com o qual um corpo possa interagir e, assim, mudar a direção e a magnitude de sua velocidade; portanto, apenas aviões a jato, ou seja, foguetes, podem ser usados ​​para voos espaciais.

Dispositivo de foguete

O movimento de um foguete é baseado na lei da conservação do momento. Se em algum momento algum corpo for arremessado para longe do foguete, ele adquirirá o mesmo impulso, mas direcionado na direção oposta.

Qualquer foguete, independente de seu design, sempre possui casco e combustível com oxidante. A carcaça do foguete inclui a carga útil (neste caso, a espaçonave), o compartimento de instrumentos e o motor (câmara de combustão, bombas, etc.).

A massa principal do foguete é combustível com oxidante (o oxidante é necessário para manter a combustão do combustível, já que não há oxigênio no espaço).

O combustível e o oxidante são fornecidos à câmara de combustão por meio de bombas. O combustível, quando queimado, transforma-se em um gás de alta temperatura e alta pressão. Devido à grande diferença de pressão na câmara de combustão e no espaço sideral, os gases da câmara de combustão saem em um jato poderoso através de um encaixe de formato especial chamado bico. A finalidade do bico é aumentar a velocidade do jato.

Antes do lançamento do foguete, seu momento é zero. Como resultado da interação do gás na câmara de combustão e em todas as outras partes do foguete, o gás que escapa pelo bico recebe algum impulso. Então o foguete é um sistema fechado e seu momento total deve ser zero após o lançamento. Portanto, toda a carcaça do foguete que está nele recebe um impulso igual em magnitude ao impulso do gás, mas de direção oposta.

A parte mais massiva do foguete, destinada ao lançamento e aceleração de todo o foguete, é chamada de primeiro estágio. Quando o primeiro estágio massivo de um foguete de vários estágios esgota todas as suas reservas de combustível durante a aceleração, ele se separa. A aceleração adicional é continuada pelo segundo estágio, menos massivo, e adiciona um pouco mais de velocidade à velocidade anteriormente alcançada com a ajuda do primeiro estágio, e então se separa. O terceiro estágio continua a aumentar a velocidade até o valor necessário e coloca a carga útil em órbita.

A primeira pessoa a voar no espaço sideral foi um cidadão da União Soviética, Yuri Alekseevich Gagarin. 12 de abril de 1961 Ele circulou o globo no satélite Vostok.

Os foguetes soviéticos foram os primeiros a chegar à Lua, circundaram a Lua e fotografaram seu lado invisível da Terra, e foram os primeiros a alcançar o planeta Vênus e entregar instrumentos científicos à sua superfície. Em 1986, duas naves espaciais soviéticas, Vega 1 e Vega 2, examinaram de perto o cometa Halley, que se aproxima do Sol uma vez a cada 76 anos.

Movimento de jato na natureza."

Preenchido pelo aluno:

10 classe "A"

Kaklyugina Ekaterina.

Propulsão a jato- movimento que ocorre quando qualquer parte dele é separada do corpo a uma determinada velocidade.

Muitos de nós em nossas vidas encontramos águas-vivas enquanto nadamos no mar. De qualquer forma, há um número suficiente deles no Mar Negro. Mas poucas pessoas pensavam que as águas-vivas também usavam propulsão a jato para se mover. Além disso, é assim que as larvas da libélula e alguns tipos de plâncton marinho se movem. E muitas vezes a eficiência dos animais invertebrados marinhos ao usar a propulsão a jato é muito maior do que a das invenções tecnológicas.

A propulsão a jato é usada por muitos moluscos - polvos, lulas, chocos. Por exemplo, um molusco vieira avança devido à força reativa de um jato de água expelido da concha durante uma forte compressão de suas válvulas.

Os chocos, como a maioria dos cefalópodes, movem-se na água da seguinte maneira. Ela leva água para a cavidade branquial através de uma fenda lateral e um funil especial na frente do corpo e, em seguida, lança energicamente um jato de água através do funil. O choco direciona o tubo do funil para o lado ou para trás e, espremendo rapidamente a água, pode se mover em diferentes direções.

O movimento do jato também pode ser encontrado no mundo das plantas. Por exemplo, os frutos maduros do “pepino louco”, ao menor toque, saltam do pedúnculo e um líquido pegajoso com sementes é lançado com força para fora do buraco resultante. O próprio pepino voa na direção oposta até 12 m.

Conhecendo a lei da conservação do momento, você pode alterar sua própria velocidade de movimento em um espaço aberto. Se você estiver em um barco e tiver várias pedras pesadas, atirar pedras em uma determinada direção o moverá na direção oposta. O mesmo acontecerá no espaço sideral, mas lá eles usam motores a jato para isso.

Todo mundo sabe que um tiro de arma é acompanhado de recuo. Se o peso da bala fosse igual ao peso da arma, eles se separariam na mesma velocidade. O recuo ocorre porque a massa de gases ejetada cria uma força reativa, graças à qual o movimento pode ser garantido tanto no ar como no espaço sem ar. E quanto maior a massa e a velocidade dos gases que fluem, maior será a força de recuo que nosso ombro sente, mais forte será a reação da arma e maior será a força reativa.

Aplicação da propulsão a jato em tecnologia.

Durante muitos séculos, a humanidade sonhou com voos espaciais. Os escritores de ficção científica propuseram uma variedade de meios para atingir esse objetivo. No século XVII, apareceu uma história do escritor francês Cyrano de Bergerac sobre um vôo à lua. O herói desta história chegou à Lua em uma carroça de ferro, sobre a qual lançava constantemente um forte ímã. Atraída por ele, a carroça subiu cada vez mais acima da Terra até chegar à Lua. E o Barão Munchausen disse que subiu à lua ao longo de um talo de feijão.

No final do primeiro milênio DC, a China inventou a propulsão a jato, que movia foguetes - tubos de bambu cheios de pólvora, que também eram usados ​​​​como diversão. Um dos primeiros projetos de carro também foi com motor a jato e esse projeto pertenceu a Newton

O autor do primeiro projeto mundial de um avião a jato destinado ao voo humano foi o revolucionário russo N.I. Kibalchich. Ele foi executado em 3 de abril de 1881 por sua participação na tentativa de assassinato do imperador Alexandre II. Ele desenvolveu seu projeto na prisão após ser condenado à morte. Kibalchich escreveu: “Enquanto estou na prisão, alguns dias antes da minha morte, estou escrevendo este projeto. Acredito na viabilidade da minha ideia, e essa fé me apoia na minha terrível situação... Enfrentarei a morte com calma, sabendo que minha ideia não morrerá comigo.” A ideia de usar foguetes para voos espaciais foi proposta no início deste século pelo cientista russo Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Em 1903, um artigo do professor do ginásio Kaluga, K.E. Tsiolkovsky “Exploração de espaços mundiais usando instrumentos reativos.” Este trabalho continha a equação matemática mais importante para a astronáutica, agora conhecida como “fórmula de Tsiolkovsky”, que descrevia o movimento de um corpo de massa variável. Posteriormente, ele desenvolveu um projeto para um motor de foguete de combustível líquido, propôs um projeto de foguete de vários estágios e expressou a ideia da possibilidade de criar cidades espaciais inteiras em órbita baixa da Terra. Ele mostrou que o único dispositivo capaz de superar a gravidade é um foguete, ou seja, um dispositivo com motor a jato que utiliza combustível e oxidante localizado no próprio dispositivo.