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Propulsão a jato na natureza e tecnologia

RESUMO DE FÍSICA

Jato-Propulsão- o movimento que ocorre quando uma parte dele se separa do corpo a uma certa velocidade.

A força reativa surge sem qualquer interação com corpos externos.

Aplicação de propulsão a jato na natureza

Muitos de nós em nossas vidas nos encontramos enquanto nadamos no mar com águas-vivas. De qualquer forma, há bastante deles no Mar Negro. Mas poucas pessoas pensavam que as águas-vivas também usam propulsão a jato para se movimentar. Além disso, é assim que as larvas de libélulas e alguns tipos de plâncton marinho se movem. E muitas vezes a eficiência dos invertebrados marinhos ao usar a propulsão a jato é muito maior do que a das invenções técnicas.

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

Polvo

Choco

O choco, como a maioria dos cefalópodes, se move 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, joga vigorosamente um fluxo de água pelo 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.

Salpa é um animal marinho com corpo transparente; ao se mover, leva água pela abertura frontal, e a água entra em uma ampla cavidade, dentro da qual as brânquias são esticadas na diagonal. 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 empurrada para fora pela abertura traseira. A reação do jato de saída empurra a salpa para frente.

Maior interesse representa o motor a jato lula. A lula é o maior invertebrado habitante das profundezas do oceano. As lulas chegaram perfeição suprema na navegação reativa. Eles até têm um corpo com suas formas externas que copia um foguete (ou melhor, um foguete copia uma lula, já que tem prioridade indiscutível nesse assunto). Ao se mover lentamente, a lula usa uma grande barbatana em forma de diamante, que se dobra periodicamente. Para um arremesso rápido, ele usa um motor a jato. Tecido muscular - o manto envolve o corpo do molusco de todos os lados, o volume de sua cavidade é quase metade do volume do corpo da lula. O animal suga a água para dentro da cavidade do manto e, em seguida, ejeta abruptamente um jato de água através de um bico estreito e se move para trás em alta velocidade. Ao mesmo tempo, todos os dez tentáculos da lula se reúnem em um nó acima da cabeça e adquirem forma simplificada. O bocal está 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 até 60 - 70 km / h. (Alguns pesquisadores acreditam que até 150 km/h!) Não é à toa que a lula é chamada de “torpedo vivo”. Dobrando os tentáculos dobrados em um feixe para a direita, esquerda, para cima ou para baixo, a lula gira em uma direção ou outra. Uma vez que tal volante, em comparação com o próprio animal, tem um tamanhos grandes, então seu leve movimento é suficiente para que a lula, mesmo a toda velocidade, evite facilmente uma colisão com um obstáculo. Uma virada brusca do volante - e o nadador já corre lado reverso. Agora ele dobrou a ponta do funil para trás e agora está deslizando de cabeça. Ele o arqueou para a direita - e o impulso do jato o jogou para a esquerda. Mas quando você precisa nadar rápido, o funil sempre fica bem entre os tentáculos, e a lula corre com a cauda para a frente, como um câncer correria - um corredor dotado da agilidade de um cavalo.

Se não houver pressa, lulas e chocos nadam, ondulando suas barbatanas - ondas em miniatura as atravessam de frente para trás, e o animal desliza graciosamente, ocasionalmente se empurrando também com um jato de água jogado sob o manto. Então os choques individuais que o molusco recebe no momento da erupção dos jatos de água são claramente visíveis. Alguns cefalópodes podem atingir velocidades de até cinquenta e cinco quilômetros por hora. Ninguém parece ter feito medições diretas, mas isso pode ser julgado pela velocidade e alcance das lulas voadoras. E, ao que parece, há talentos nos parentes dos polvos! O melhor piloto entre os moluscos é a lula stenoteuthis. Os marinheiros ingleses chamam isso de lula voadora ("lula voadora"). Este é um pequeno animal do tamanho de um arenque. Ele persegue os peixes com tanta rapidez que muitas vezes salta para fora da água, correndo sobre sua superfície como uma flecha. Ele também recorre a esse truque para salvar sua vida de predadores - atum e cavala. Tendo desenvolvido o impulso máximo do jato na água, a lula piloto decola no ar e voa sobre as ondas por mais de cinquenta metros. O apogeu do vôo de um foguete vivo está tão alto acima da água que lulas voadoras geralmente caem no convés de navios oceânicos. Quatro ou cinco metros não é uma altura recorde para a qual as lulas sobem no céu. Às vezes, eles voam ainda mais alto.

O pesquisador inglês de mariscos Dr. Rees descreveu em um artigo científico uma lula (com apenas 16 centímetros de comprimento), que, tendo voado uma boa distância pelo ar, caiu na ponte do iate, que se erguia 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 triste história sobre um navio que parecia ter afundado até sob o peso de lulas voadoras que caíram em seu convés. Lulas podem decolar sem aceleração.

Os polvos também podem voar. O naturalista francês Jean Verany viu um polvo comum acelerar em um aquário e de repente pular para trás da água. Descrevendo no ar um arco de cerca de cinco metros de comprimento, ele se jogou de volta no aquário. Ganhando velocidade para o salto, o polvo se moveu não só empuxo a jato, mas também remando com tentáculos.
Polvos folgados nadam, é claro, pior que lulas, mas em momentos críticos eles podem mostrar uma classe recorde para os melhores velocistas. A equipe do Aquário da Califórnia tentou fotografar um polvo atacando um caranguejo. O polvo atacou a presa com tal velocidade que no filme, mesmo atirando no mais altas velocidades, sempre acabou por ser lubrificantes. Então, o lance durou centésimos de segundo! Geralmente os polvos nadam relativamente devagar. Joseph Signl, que estudou a migração de polvos, calculou que um polvo de meio metro nada pelo mar a uma velocidade média de cerca de quinze quilômetros por hora. Cada jato de água lançado do funil o empurra para frente (ou melhor, para trás, como o polvo nada para trás) de dois a dois metros e meio.

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

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

Todo mundo sabe que um tiro de uma 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 descartada cria uma força reativa, devido à qual o movimento pode ser assegurado tanto no ar quanto no espaço sem ar. E quanto maior a massa e a velocidade dos gases que saem, maior a força de recuo sentida pelo nosso ombro, mais forte a reação da arma, maior a força reativa.

O uso da propulsão a jato na tecnologia

Por 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 havia 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 jogava constantemente um forte ímã. Atraída por ele, a carroça subiu cada vez mais alto acima da Terra até chegar à Lua. E o Barão Munchausen disse que subiu à lua no pé de um feijão.

No final do primeiro milênio d.C., a China inventou jato-Propulsão, que alimentava foguetes - tubos de bambu cheios de pólvora, também eram usados ​​como diversão. Um dos primeiros projetos de carros também foi com motor a jato e este projeto pertenceu a Newton

O autor do primeiro projeto mundial de um avião a jato projetado para vôo humano foi o revolucionário russo N.I. Kibalchich. Ele foi executado em 3 de abril de 1881 por participar da tentativa de assassinato do imperador Alexandre II. Ele desenvolveu seu projeto na prisão após a sentença de morte. Kibalchich escreveu: “Enquanto estou na prisão, alguns dias antes da minha morte, estou escrevendo este projeto. Acredito na viabilidade de minha ideia, e essa crença me sustenta em minha terrível posição... Encararei a morte com calma, sabendo que minha ideia não morrerá comigo.

A ideia de usar foguetes para voos espaciais foi proposta no início do nosso século pelo cientista russo Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Em 1903, um artigo de um professor do ginásio Kaluga K.E. Tsiolkovsky "Pesquisa de espaços mundiais por dispositivos a jato". Este trabalho continha a equação matemática mais importante para a astronáutica, agora conhecida como a “fórmula de Tsiolkovsky”, que descrevia o movimento de um corpo de massa variável. Posteriormente, ele desenvolveu um esquema 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 próxima à Terra. Ele mostrou que o único aparelho capaz de superar a gravidade é um foguete, ou seja, um aparelho com um motor a jato usando combustível e um oxidante localizado no próprio aparelho.

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

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

O princípio da propulsão a jato é amplamente uso pratico em aviação e astronáutica. No espaço sideral, não há meio com o qual o corpo possa interagir e, assim, mudar a direção e o módulo de sua velocidade, portanto, para vôos espaciais apenas aviões a jato, ou seja, foguetes, podem ser usados.

Dispositivo de foguete

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

Em qualquer foguete, independentemente de seu design, sempre há uma concha e combustível com um oxidante. O invólucro do foguete inclui uma carga útil (neste caso, uma espaçonave), um compartimento de instrumentos e um motor (câmara de combustão, bombas, etc.).

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

Combustível e oxidante são bombeados para a câmara de combustão. Combustível, queimando, se transforma em um gás de alta temperatura e alta pressão. Devido à grande diferença de pressão na câmara de combustão e no espaço exterior, os gases da câmara de combustão saem em um jato poderoso através de um sino de formato especial, chamado de bocal. O objetivo do bico é aumentar a velocidade do jato.

Antes do lançamento do foguete, seu impulso zero. Como resultado da interação do gás na câmara de combustão e todas as outras partes do foguete, o gás que escapa pelo bocal recebe algum impulso. Então o foguete é um sistema fechado e seu momento total deve ser igual a zero após o lançamento. Portanto, a casca do foguete, seja lá o que estiver nela, recebe um impulso igual em valor absoluto ao impulso do gás, mas de direção oposta.

A parte mais massiva do foguete, projetada para lançar e acelerar todo o foguete, é chamada de primeiro estágio. Quando o primeiro estágio maciço de um foguete de vários estágios esgota todas as reservas de combustível durante a aceleração, ele se separa. A aceleração adicional é continuada pelo segundo estágio, menos massivo, e à velocidade anteriormente alcançada com a ajuda do primeiro estágio, adiciona um pouco mais de velocidade e depois se separa. O terceiro estágio continua aumentando sua velocidade para o valor necessário e entrega a carga útil em órbita.

A primeira pessoa a voar no espaço sideral foi um cidadão União Soviética Yuri Alekseyevich Gagarin. 12 de abril de 1961 Ele circulou Terra no navio-satélite "Vostok"

Foguetes soviéticos foram os primeiros a chegar à Lua, circularam a Lua e fotografaram seu lado invisível da Terra, foram os primeiros a chegar ao planeta Vênus e entregaram instrumentos científicos à sua superfície. Em 1986, duas espaçonaves soviéticas "Vega-1" e "Vega-2" estudaram o Cometa Halley de perto, aproximando-se do Sol uma vez a cada 76 anos.

Entre as grandes conquistas técnicas e científicas do século XX, um dos primeiros lugares sem dúvida pertence a foguetes e teoria da propulsão a jato. Os anos da Segunda Guerra Mundial (1941-1945) levaram a uma melhoria incomumente rápida no projeto de veículos a jato. Os foguetes de pólvora reapareceram nos campos de batalha, mas já em pólvora TNT sem fumaça de alta caloria (“Katyusha”). Aeronaves com motores a jato de ar, aeronaves não tripuladas com motores a jato de ar pulsados ​​("V-1") e misseis balísticos com um alcance de até 300 km ("V-2").

A tecnologia de foguetes está se tornando um ramo da indústria muito importante e em rápido crescimento. O desenvolvimento da teoria do voo de veículos a jato é um dos Problemas urgentes desenvolvimento científico e tecnológico moderno.

K. E. Tsiolkovsky fez muito pelo conhecimento fundamentos da teoria do movimento do foguete. Ele foi o primeiro na história da ciência a formular e investigar o problema de estudar movimentos retilíneos de foguetes com base nas leis mecânica teórica. Como apontamos, o princípio de comunicar movimento com a ajuda de forças de reação de partículas ejetadas foi reconhecido por Tsiolkovsky já em 1883, mas sua criação de uma teoria matematicamente rigorosa de propulsão a jato refere-se a final do XIX séculos.

Em uma de suas obras, Tsiolkovsky escreveu: “Durante muito tempo eu olhei para o foguete, como todo mundo: do ponto de vista do entretenimento e das pequenas aplicações. Não me lembro bem como me ocorreu fazer os cálculos relacionados ao foguete. Parece-me que as primeiras sementes do pensamento foram plantadas pelo famoso visionário Júlio Verne; ele despertou o trabalho do meu cérebro em direção conhecida. Os desejos apareceram, por trás dos desejos surgiu a atividade da mente. ... A antiga folha com as fórmulas finais relacionadas ao dispositivo a jato está marcada com a data de 25 de agosto de 1898.

“... Nunca afirmei ter uma solução completa da questão. O primeiro inevitavelmente vem: pensamento, fantasia, conto de fadas. Eles são seguidos pelo cálculo científico. E no final, a execução coroa o pensamento. Meu trabalho em viagens espaciais pertence à fase intermediária da criatividade. Mais do que ninguém, entendo o abismo que separa uma ideia de sua implementação, pois durante minha vida não apenas pensei e calculei, mas também executei, trabalhando também com as mãos. No entanto, é impossível não ser uma ideia: a execução é precedida por um pensamento, um cálculo exato é uma fantasia.

Em 1903, a revista "Scientific Review" publicou o primeiro artigo de Konstantin Eduardovich sobre foguetes, que foi chamado de "O estudo dos espaços mundiais por dispositivos a jato". Neste trabalho, com base nas leis mais simples da mecânica teórica (a lei da conservação do momento e a lei da ação independente das forças), foi dada uma teoria do vôo do foguete e a possibilidade de usar veículos a jato para comunicações interplanetárias foi fundamentada (Criação teoria geral movimento de corpos, cuja massa muda no processo de movimento, pertence ao professor I. V. Meshchersky (1859-1935)).

A ideia de usar um foguete para resolver problemas científicos, o uso de motores a jato para criar o movimento de navios interplanetários grandiosos pertence inteiramente a Tsiolkovsky. Ele é o fundador dos modernos foguetes líquidos. longo alcance, um dos criadores novo capítulo mecânica teórica.

A mecânica clássica, que estuda as leis do movimento e do equilíbrio dos corpos materiais, baseia-se na três leis do movimento, formulado de forma clara e rigorosa por um cientista inglês em 1687. Essas leis têm sido usadas por muitos pesquisadores para estudar o movimento de corpos cuja massa não mudou durante o movimento. Casos muito importantes de movimento foram considerados e uma grande ciência foi criada - a mecânica dos corpos de massa constante. Os axiomas da mecânica dos corpos de massa constante, ou as leis do movimento de Newton, eram uma generalização de todos os desenvolvimentos anteriores da mecânica. Atualmente, as leis básicas do movimento mecânico são apresentadas em todos os livros de física para ensino médio. vamos dar aqui resumo As leis do movimento de Newton, desde o próximo passo na ciência, que possibilitou estudar o movimento dos foguetes, foi um desenvolvimento posterior dos métodos da mecânica clássica.

Multitons sobem para o céu naves espaciais, e em águas do maráguas-vivas transparentes e gelatinosas, chocos e polvos manobram habilmente - o que eles têm em comum? Acontece que em ambos os casos, o princípio da propulsão a jato é usado para se mover. É a este tema que se dedica o nosso artigo de hoje.

Vamos olhar para a história

A maioria As primeiras informações confiáveis ​​sobre foguetes datam do século XIII. Eles foram usados ​​por indianos, chineses, árabes e europeus em operações de combate como armas militares e de sinalização. Seguiram-se então séculos de esquecimento quase completo desses dispositivos.

Na Rússia, a ideia de usar um motor a jato foi revivida graças ao trabalho do revolucionário Narodnaya Volya, Nikolai Kibalchich. Sentado nas masmorras reais, ele desenvolveu o projeto russo de um motor a jato e uma aeronave para pessoas. Kibalchich foi executado, e seu projeto longos anos acumulando poeira nos arquivos da polícia secreta czarista.

As principais ideias, desenhos e cálculos deste talentoso e homem corajoso obteve desenvolvimento adicional nos trabalhos de K. E. Tsiolkovsky, que propôs usá-los para comunicações interplanetárias. De 1903 a 1914, publicou uma série de trabalhos, onde comprova de forma convincente a possibilidade de usar a propulsão a jato para a exploração espacial e comprova a viabilidade do uso de foguetes de múltiplos estágios.

Muitos desenvolvimentos científicos de Tsiolkovsky ainda são usados ​​na ciência de foguetes.

mísseis biológicos

Como surgiu a ideia de se mover empurrando sua própria corrente de jato? Talvez, observando de perto a vida marinha, os habitantes das zonas costeiras tenham percebido como isso acontece no mundo animal.

Por exemplo, Vieira se move devido à força reativa do jato de água ejetado do casco durante a rápida compressão de suas válvulas. Mas ele nunca vai acompanhar os nadadores mais rápidos - lulas.

Seus corpos em forma de foguete correm para a frente, jogando fora a água armazenada de um funil especial. se movem de acordo com o mesmo princípio, espremendo a água contraindo sua cúpula transparente.

A natureza dotou um "motor a jato" e uma planta chamada "esguichando pepino". Quando seus frutos estão totalmente maduros, em resposta ao menor toque, ele dispara glúten com sementes. O próprio feto é lançado na direção oposta a uma distância de até 12 m!

Nem a vida marinha nem as plantas conhecem as leis físicas subjacentes a esse modo de locomoção. Vamos tentar descobrir isso.

Fundamentos físicos do princípio da propulsão a jato

Vamos começar com um experimento simples. Inflar uma bola de borracha e, sem amarrar, deixaremos entrar em voo livre. O movimento rápido da bola continuará enquanto o fluxo de ar que flui dela for forte o suficiente.

Para explicar os resultados dessa experiência, devemos nos voltar para a terceira lei, que afirma que dois corpos interagem com forças iguais em módulo e opostas em direção. Portanto, a força com que a bola atua sobre os jatos de ar que escapam dela é igual à força com que o ar repele a bola de si mesmo.

Vamos transferir esse raciocínio para o foguete. Esses dispositivos em grande velocidade jogam fora parte de sua massa, como resultado do qual eles mesmos recebem aceleração na direção oposta.

Do ponto de vista da física, isso o processo é claramente explicado pela lei da conservação do momento. Momento é o produto da massa do corpo e sua velocidade (mv) Enquanto o foguete está em repouso, sua velocidade e momento são zero. Se uma corrente de jato for ejetada dele, a parte restante, de acordo com a lei da conservação do momento, deve adquirir uma velocidade tal que o momento total ainda seja igual a zero.

Vejamos as fórmulas:

m g v g + m p v p =0;

m g v g \u003d - m p v p,

Onde m g v g o momento criado pelo jato de gases, m p v p o momento recebido pelo foguete.

O sinal de menos mostra que a direção do movimento do foguete e da corrente de jato são opostas.

O dispositivo e o princípio de operação de um motor a jato

Em tecnologia, motores a jato impulsionam aeronaves, foguetes e colocam naves espaciais em órbita. Dependendo da finalidade, eles têm um dispositivo diferente. Mas cada um deles tem um suprimento de combustível, uma câmara para sua combustão e um bico que acelera a corrente de jato.

As estações automáticas interplanetárias também estão equipadas com um compartimento de instrumentos e cabines com sistema de suporte à vida dos astronautas.

Os foguetes espaciais modernos são aeronaves complexas e de vários estágios usando últimas conquistas pensamento de engenharia. Após o lançamento, o combustível no estágio inferior queima primeiro, após o que se separa do foguete, reduzindo sua massa total e aumentando sua velocidade.

Em seguida, o combustível é consumido na segunda etapa, e assim sucessivamente.Finalmente, a aeronave é levada a uma determinada trajetória e inicia seu voo independente.

Vamos sonhar um pouco

O grande sonhador e cientista K. E. Tsiolkovsky deu às gerações futuras a confiança de que os motores a jato permitirão que a humanidade saia da atmosfera da Terra e corra para o espaço. Sua previsão se concretizou. A lua, e até cometas distantes, são explorados com sucesso por naves espaciais.

Na astronáutica, são usados ​​motores de propelente líquido. Usando derivados de petróleo como combustível, mas as velocidades que podem ser obtidas com a ajuda deles são insuficientes para voos muito longos.

Talvez vocês, nossos queridos leitores, presenciem os voos de terráqueos para outras galáxias em veículos com motores a jato nuclear, termonuclear ou iônico.

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O fenômeno do recuo, propulsão a jato, a fórmula de Meshchersky, Tsiolkovsky.

O fenômeno de recuo é observado quando o corpo está sob a influência de forças internas quebra em duas partes, voando para longe um do outro.
 Exemplo simples: os gases da pólvora ejetam o projétil do cano da arma. O projétil voa em uma direção e a arma, se não estiver fixa, rola para trás - sofreu recuo. Antes de a arma disparar, tínhamos um "corpo" constituído pela própria arma e pelo projétil dentro do cano. Houve uma "desintegração" do corpo original - sob a influência de forças internas, ele "se desintegrou" em duas partes (uma arma e um projétil), movendo-se independentemente.
 Imagine a imagem a seguir. de pé gelo escorregadio uma pessoa joga uma pedra em uma determinada direção. Tendo experimentado o recuo, uma pessoa começará a deslizar no gelo na direção oposta.
O “corpo” de um homem + uma pedra, sob a ação do esforço muscular de uma pessoa, “dividido” em duas partes - em um homem e uma pedra. Observe que a pessoa com a pedra foi colocada no gelo escorregadio para reduzir significativamente a força de atrito e lidar com uma situação em que a soma das forças externas é próxima de zero e apenas as forças internas funcionam - a pessoa age sobre a pedra jogando-a , e a pedra age de acordo com a terceira lei de Newton por pessoa. Como resultado, o fenômeno de recuo é observado.
Este fenômeno pode ser explicado usando a lei da conservação da quantidade de movimento. Abstraindo de qualquer situação de vida, considere dois corpos com massas m 1 e m2, repousando em relação a algum referencial inercial (que seja a Terra). Vamos supor que a ação de forças externas sobre o corpo pode ser desprezada. Suponhamos que como resultado da ação de forças internas, o sistema se desintegrou − um corpo de massa m 1 ganhou velocidade v1, e a massa corporal m2- velocidade v2. Antes do decaimento, o momento do sistema era zero ( p = 0); após a decadência, pode ser representado como

Segue da lei da conservação da quantidade de movimento que

A partir daqui obtemos:

Como esperado, os vetores v1 e v2 dirigido de forma oposta. Se, por exemplo, v1é a velocidade com que uma pessoa no gelo jogou uma pedra de massa m 1, então v2- a velocidade de uma pessoa com uma massa m2 que ele adquiriu como resultado de doação. Como m 1<< m 2 , então segue de (1) que

Agora suponha que um monte de corpos com massas M e m move-se uniforme e retilínea com uma velocidade relativa a um referencial fixo (inercial). Como resultado da ação de forças internas (sua natureza não importa neste caso), o feixe se rompe; corpo com massa m ganha velocidade você em relação a um corpo de massa M, de modo que sua velocidade em relação ao referencial fixo seja igual a

A velocidade de um corpo com massa M neste quadro de referência, representamos como

Considerando o sistema de corpos como fechado, usamos a lei da conservação da quantidade de movimento, segundo a qual

Após abrir os colchetes e abreviar termos idênticos, obtemos a relação

De (2) pode-se ver que as direções dos vetores v1 e você são opostos.
Um caso especial interessante é quando o vetor é direcionado para o vetor v. Neste caso, a massa corporal M continuará a se mover na direção do vetor depois que o pacote se romper v, enquanto o módulo de sua velocidade aumentará devido ao recuo e será igual a v+um/M.
Do fenômeno do recuo, passemos à consideração da propulsão a jato usando o exemplo do movimento do foguete. Em termos mais gerais, este movimento é explicado de forma bastante simples. Durante a combustão do combustível, os gases escapam do bico do foguete a uma velocidade muito alta. Devido ao recuo, o foguete se move na direção oposta à direção da saída de gases do bocal.
Denote por v a velocidade do foguete em relação à Terra em algum ponto no tempo t. velocidade do foguete no momento t + Δt denotar por v + Δv. A mudança na velocidade do foguete ocorreu como resultado do fato de que uma massa de gás foi ejetada dele ∆M com velocidade você em relação ao foguete. Velocidade vocêé chamada de vazão. No final do período de tempo Δt a massa do foguete, juntamente com o combustível, diminuiu em ∆M. Lacuna Δt Assumimos que é pequeno o suficiente para que possamos supor que a massa do foguete com combustível é constante em um determinado intervalo e no final muda abruptamente como resultado de uma ejeção instantânea de uma massa de gás ∆M(posteriormente vamos passar para o limite em ∆t → 0 e assim substituir a emissão impulsiva de gases por sua saída contínua do bocal do foguete). Se a massa do foguete com combustível no momento té igual a M, então no momento t + Δt será igual M − ∆M.
Então, no momento do tempo t há um foguete com combustível de massa M e velocidade em relação à Terra. No momento t + Δt há, Em primeiro lugar, um foguete carregado de propelente com massa M − ∆M e velocidade v + Δv em relação à terra e Em segundo lugar, uma porção de gás com uma massa ∆M e velocidade v+u em relação à terra. Desprezando a interação do foguete com corpos externos, usamos a lei da conservação do momento e escrevemos:

Expandindo os colchetes, temos

Obras de arte MV, assim como ΔMv estão encolhendo. trabalhar ∆M∆v pode ser desprezado, uma vez que duas pequenas quantidades são multiplicadas aqui; como se costuma dizer, tal produto é uma quantidade de segunda ordem de pequenez. Como resultado, a relação (4) é transformada na forma (compare com (3)):

Dividimos ambos os lados desta igualdade por Δt; Nós temos

Levamos em conta que

e então passamos em ambas as partes da igualdade (5) para o limite em ∆t → 0.

Limite

é a aceleração instantânea do foguete.
O valor que ∆M/dt Vamos chamá-lo de média ao longo de um período de tempo. Δt consumo de combustível. Valor

consumo instantâneo de combustível para um ponto no tempo t. Tendo em conta as observações feitas, (6) assume a forma

Aceleração no) causado pela força

que é chamada de força reativa. É proporcional ao consumo de combustível e à velocidade de saída do gás e tem direção oposta à velocidade de saída.
Se um foguete voador for afetado, além da força reativa Fp (t), alguma força externa F(t), então a relação (7) segue
substitua pela proporção:

Esta relação é uma generalização da segunda lei de Newton para o movimento de um corpo de massa variável. Foi chamada de fórmula de Meshchersky (em homenagem ao cientista russo Ivan Vsevolodovich Meshchersky, que estudou a mecânica de corpos de massa variável).

 Derivação da fórmula(fórmula de Tsiolkovsky), ligando a massa e a velocidade do foguete.
Suponhamos que o combustível queime em porções separadas com massa ∆M = M/N, Onde Mé a massa do foguete antes da ejeção de uma porção ∆M, uma Né um número suficientemente grande. Após a combustão da primeira porção, a massa do foguete será igual a

Após a combustão da segunda porção, a massa diminuirá novamente em (1/N)-u parte, mas já da massa M1, e se torna igual a


Argumentando da mesma forma mais adiante, encontramos a massa do foguete após a combustão enésimo porções

Vamos agora considerar como a velocidade do foguete muda neste caso. À taxa de saída dos produtos de combustão igual a você, peso ∆M sopra o impulso ∆p = u∆M. De acordo com a lei da conservação da quantidade de movimento, o foguete receberá o mesmo módulo, mas um impulso de direção oposta, como resultado do qual sua velocidade aumentará em

Assim, se a princípio o foguete estava em repouso, depois da combustão da primeira parte com uma massa ΔM 1 = M 0 /N, que teve um impulso Δp 1 = M 0 u/N, a velocidade do foguete será igual a

Após a combustão da segunda porção da massa de combustível ∆M 2 = M 1 /N, que levou o impulso Δp 2 /(M 1 − M 1 /N) e será

Continuando o raciocínio, obtemos a velocidade do foguete após a combustão enésimo porções:

Então a massa do foguete que atingiu a velocidade v

índice n omitido aqui e abaixo, pois não é mais necessário.
Na verdade, o combustível do foguete não queima em porções separadas, mas continuamente. Para passar para uma fórmula que descreva mais corretamente o caso real, precisamos considerar N um número extremamente grande. Nesse caso, a unidade no expoente da última expressão pode ser desprezada, após o que assumirá a forma


ou com aumento ilimitado N

Esta fórmula foi derivada K.E. Tsiolkovsky e leva seu nome. Isso mostra claramente que o foguete pode atingir alta velocidade, mas a massa restante será muito menor que a original.

 Tarefa 1
De um foguete de massa M movendo-se a uma velocidade v, uma parte do combustível é ejetada m com velocidade você sobre o foguete. Qual será a velocidade do foguete? Qual será a velocidade do foguete após a ejeção? 2º, 3º, k porções?

Decisão

Usamos a lei da conservação da quantidade de movimento. É mais conveniente escrevê-lo em um referencial movendo-se na velocidade inicial do foguete v(uma vez que a velocidade de ejeção do combustível u é dada em relação ao foguete). Na projeção na direção do movimento do foguete, obtemos

onde é a velocidade do foguete

Em um referencial fixo, a velocidade do foguete após a ejeção da primeira porção de combustível é módulo

A ejeção da segunda porção de combustível será considerada em um sistema que se desloca a uma velocidade v1. Da lei de conservação do momento temos

e em sistema fixo


Depois k velocidade do foguete de emissões será igual a

Para comparação, também encontramos a velocidade do foguete v k / com uma liberação única de combustível com uma massa k m na mesma velocidade você sobre o foguete.
Para fazer isso, usamos a lei da conservação do momento, basta escrevê-la imediatamente em relação a um referencial fixo:

Onde

É fácil ver que v k / > v k. Este resultado está associado à suposição de que a velocidade de ejeção do combustível de um foguete em um referencial fixo é constante e igual a v - você. Na realidade, à medida que o foguete acelera, a velocidade de ejeção do propelente diminui (velocidade de ejeção constante em relação ao foguete). Então a primeira fórmula para v k descreve com mais precisão a situação real.

 Tarefa 2
O foguete antes do lançamento tem uma massa m 0 \u003d 120 kg. A que altura o foguete estará t = 15 s após a partida de seus motores? Calcular o consumo de combustível µ = 4 kg/s e a velocidade de escoamento dos gases em relação ao foguete u = 1000 m/s permanente. 1) Considere o campo gravitacional da Terra como homogêneo, 2) Considere o campo gravitacional da Terra como não homogêneo.

Decisão

1) Eixo z direcionado verticalmente para cima
Vamos escrever a equação de Meshchersky no campo gravitacional homogêneo da Terra na forma

Onde m = m0 − μt, uma v0− velocidade do foguete no tempo t. Separando as variáveis, obtemos a equação

A solução desta equação que satisfaz a condição inicial v0 = 0 no t = 0, tem a forma

Separando as variáveis ​​novamente e considerando que condição inicial z0 = 0 no t = 0, nós achamos

Substituindo os valores numéricos, obtemos isso por 15 segundos após o lançamento, o foguete estará a uma altitude de cerca de 3500 m, tendo uma velocidade 540 m/s.

2) Consideremos o fato de que a heterogeneidade do campo gravitacional da Terra nas alturas consideradas é pequena. Portanto, para calcular o movimento neste caso, é conveniente aplicar o método das aproximações sucessivas.
Deixe ser R− raio da Terra. Representamos a força gravitacional na forma

Onde Mé a massa da Terra, λ = z/R<< 1 .
Quando um foguete se move em um campo não homogêneo, com uma dada lei de mudança em sua massa, a velocidade do foguete pode ser representada como uma soma: v = v 0 + v /, Onde v/<< v 0 . Da mesma forma, escrevemos z = z 0 + z /, Onde z /<< z 0 . Substituindo essas expressões por v, z e F na equação de Meshchersky, encontramos

Na equação resultante, deixamos apenas os termos de primeira ordem de pequenez, descartando o último termo do lado direito (termos não pequenos somam zero). Chegamos à equação

Onde z0 definido pela fórmula (2). Agora é fácil separar as variáveis ​​e encontrar

Este spinner pode ser chamado de primeira turbina a jato de vapor do mundo.

foguete chinês

Ainda antes, muitos anos antes de Heron de Alexandria, a China também inventou motor a jato um dispositivo ligeiramente diferente, agora chamado foguete de fogo de artifício. Foguetes de fogos de artifício não devem ser confundidos com seus homônimos - foguetes de sinalização, que são usados ​​no exército e na marinha, e também são disparados em feriados nacionais sob o rugido da saudação da artilharia. Os sinalizadores são simplesmente balas comprimidas de uma substância que queima com chamas coloridas. Eles são disparados de pistolas de grande calibre - lançadores de foguetes.

Sinalizadores - balas comprimidas de uma substância que queima com uma chama colorida

foguete chinêsÉ um tubo de papelão ou metal, fechado em uma extremidade e preenchido com uma composição em pó. Quando esta mistura é inflamada, um jato de gases, escapando em alta velocidade pela extremidade aberta do tubo, faz com que o foguete voe na direção oposta à direção do jato de gás. Tal foguete pode decolar sem a ajuda de um lançador de foguetes. Uma vara amarrada ao corpo do foguete torna seu vôo mais estável e reto.

Fogos de artifício usando foguetes chineses

Moradores do mar

No mundo animal:

Há também propulsão a jato. Chocos, polvos e alguns outros cefalópodes não têm barbatanas nem caudas poderosas, mas nadam tão bem quanto os outros criaturas do mar. Essas criaturas de corpo mole têm uma bolsa ou cavidade bastante espaçosa no corpo. A água é puxada para dentro da cavidade e, em seguida, o animal empurra essa água para fora com grande força. A reação da água ejetada faz com que o animal nade na direção oposta à direção do jato.

Polvo - um habitante do mar que usa propulsão a jato

gato caindo

Mas a forma mais interessante de movimento foi demonstrada por um gato.

Cento e cinquenta anos atrás, um famoso físico francês Marcel Deprez declarou:

E você sabe, as leis de Newton não estão muito corretas. O corpo pode se mover com a ajuda de forças internas, sem depender de nada e sem repelir nada.

Onde estão as evidências, onde estão os exemplos? os ouvintes protestaram.

Você quer provas? Por favor. Um gato que acidentalmente caiu do telhado - essa é a prova! Não importa como o gato caia, mesmo com a cabeça baixa, ele definitivamente ficará no chão com as quatro patas. Mas afinal, um gato em queda não se apoia em nada e não repele nada, mas rola rápida e habilmente. (A resistência do ar pode ser desprezada - é muito desprezível.)

De fato, todos sabem disso: gatos, caindo; sempre conseguem se reerguer.

Os gatos fazem isso instintivamente, mas uma pessoa pode fazer o mesmo conscientemente. Os nadadores que saltam de uma torre para a água podem realizar uma figura complexa - uma cambalhota tripla, ou seja, virar três vezes no ar e, de repente, se endireitar, parar a rotação do corpo e mergulhar na água em linha reta .

Os mesmos movimentos, sem interação com nenhum objeto estranho, passam a ser observados no circo durante a atuação dos acrobatas - aeroginastas.

Desempenho de acrobatas - ginastas aéreas

Um gato caindo foi fotografado com uma câmera de filme e então quadro a quadro foi examinado na tela, o que o gato faz quando voa no ar. Descobriu-se que o gato rapidamente gira a pata. A rotação do pé causa um movimento de resposta - a reação de todo o corpo, e gira na direção oposta ao movimento do pé. Tudo acontece em estrita conformidade com as leis de Newton, e é graças a elas que o gato se levanta.

O mesmo acontece em todos os casos em que um ser vivo, sem motivo aparente, altera seu movimento no ar.

lancha

Os inventores tiveram uma ideia, por que não adotar sua maneira de nadar a partir do choco. Eles decidiram construir um navio automotor com motor a jato. A ideia é definitivamente viável. É verdade que não havia certeza na sorte: os inventores duvidavam que tal lancha melhor do que um parafuso normal. Era preciso fazer uma experiência.

Barco a jato de água - embarcação automotora com motor a jato de água

Escolheram um velho navio rebocador, consertaram o casco, retiraram as hélices e instalaram um jato de bomba na sala de máquinas. Esta bomba bombeava água do lado de fora e a empurrava para fora da popa com um jato forte através de um cano. O navio estava navegando, mas ainda estava se movendo mais devagar do que um navio a hélice. E isso é explicado de forma simples: uma hélice comum gira atrás da popa, não constrangida por nada, há apenas água ao seu redor; a água na bomba a jato foi acionada quase exatamente pela mesma hélice, mas não girava mais na água, mas em um cano apertado. Houve atrito do jato de água contra as paredes. O atrito enfraqueceu a pressão do jato. Um vapor a jato navegava mais devagar que um parafuso e consumia mais combustível.

No entanto, a construção de tais navios não foi abandonada: eles encontraram vantagens importantes. Uma embarcação equipada com uma hélice deve sentar-se profundamente na água, caso contrário a hélice irá espumar inutilmente a água ou girar no ar. Portanto, os navios a vapor têm medo de águas rasas e fendas, não podem navegar em águas rasas. E os navios a jato de água podem ser construídos com calado raso e fundo chato: eles não precisam de profundidade - onde o barco passa, o navio a jato de água passará por lá.

Os primeiros barcos a jato de água na União Soviética foram construídos em 1953 no estaleiro de Krasnoyarsk. Eles são projetados para pequenos rios onde os barcos a vapor comuns não podem navegar.

Engenheiros, inventores e cientistas particularmente diligentes no estudo da propulsão a jato quando armas de fogo. As primeiras armas - todos os tipos de pistolas, mosquetes e armas autopropulsadas - atingiam uma pessoa com força no ombro a cada tiro. Depois de várias dezenas de tiros, o ombro começou a doer tanto que o soldado não conseguia mais mirar. Os primeiros canhões - guinchos, unicórnios, colmeias e bombardas - saltavam para trás quando disparados, de modo que mutilavam artilheiros-artilheiros se não tivessem tempo de se esquivar e pular para o lado.

O recuo da arma interferiu na pontaria, porque a arma estremeceu antes que a bala de canhão ou granada voasse para fora do cano. Derrubou a ponta. O tiro acabou sendo sem objetivo.

Tiro com armas de fogo

Os engenheiros de artilharia começaram a lutar contra o recuo há mais de quatrocentos e cinquenta anos. Primeiro, a carruagem foi equipada com um abridor, que caiu no chão e serviu como uma parada sólida para a arma. Então eles pensaram que, se o canhão estivesse devidamente apoiado por trás, de modo que não tivesse para onde rolar para trás, o recuo desapareceria. Mas foi um erro. A lei da conservação da quantidade de movimento não foi levada em consideração. As armas quebraram todos os suportes e as carruagens ficaram tão soltas que a arma se tornou inadequada para o trabalho de combate. Então os inventores perceberam que as leis do movimento, como quaisquer leis da natureza, não podem ser refeitas à sua maneira, elas só podem ser "enganadas" com a ajuda da ciência - mecânica.

Na carruagem, eles deixaram uma relha relativamente pequena para parar, e o cano da arma foi colocado no “trenó” de modo que apenas um cano rolou, e não a arma inteira. O barril foi conectado ao pistão do compressor, que se move em seu cilindro da mesma forma que o pistão de uma máquina a vapor. Mas no cilindro de um motor a vapor - vapor e em um compressor de arma - óleo e uma mola (ou ar comprimido).

Quando o cano da arma rola para trás, o pistão comprime a mola. O óleo neste momento é pressionado através dos pequenos orifícios no pistão do outro lado do pistão. Há um forte atrito, que absorve parcialmente o movimento do cano de rolamento, tornando-o mais lento e suave. Então a mola comprimida se expande e retorna o pistão, e com ele o cano da arma ao seu lugar original. O óleo pressiona a válvula, abre-a e flui livremente de volta sob o pistão. Durante o fogo rápido, o cano da arma se move para frente e para trás quase continuamente.

Em um compressor de pistola, o recuo é absorvido pelo atrito.

fucinho feio

Quando a potência e o alcance das armas aumentaram, o compressor não foi suficiente para neutralizar o recuo. Para ajudá-lo inventou fucinho feio.

O freio de boca é apenas um tubo curto de aço, montado no corte do cano e servindo como continuação do mesmo. Seu diâmetro é maior que o diâmetro do furo e, portanto, não impede em nada que o projétil voe para fora do cano. Vários orifícios alongados são cortados ao longo da circunferência nas paredes do tubo.

Muzzle Brake - Reduz o recuo de armas de fogo

Os gases em pó que escapam do cano da arma após o projétil divergem imediatamente para os lados, e alguns deles caem nos orifícios do freio de boca. Esses gases atingem as paredes dos buracos com grande força, são repelidos e voam para fora, mas não para frente, mas um pouco para os lados e para trás. Ao mesmo tempo, eles pressionam as paredes para a frente e as empurram, e com elas todo o cano da arma. Eles ajudam a mola do monitor porque tendem a fazer com que o cano role para frente. E enquanto eles estavam no cano, eles empurraram a arma para trás. O freio de boca reduz muito e enfraquece o recuo.

Outros inventores foram para o outro lado. Em vez de lutar movimento do jato do barril e para tentar extingui-lo, decidiram usar o recuo da arma em benefício da causa. Esses inventores criaram muitos exemplos de armas automáticas: fuzis, pistolas, metralhadoras e canhões, em que o recuo serve para ejetar o cartucho gasto e recarregar a arma.

artilharia de foguete

Você não pode lutar de forma alguma com o retorno, mas use-o: afinal, a ação e a reação (recuo) são equivalentes, iguais em direitos, iguais em magnitude, então vamos ação reativa de gases em pó, em vez de empurrar o cano da arma, envia o projétil para frente no alvo. Foi assim que foi criado artilharia de foguete. Nele, o jato de gases não atinge para frente, mas para trás, criando uma reação direcionada para frente no projétil.

Por arma a jato acaba por ser um tronco caro e pesado desnecessário. Um tubo de ferro mais barato e simples é excelente para direcionar o vôo de um projétil. Você pode ficar sem um cano e fazer o projétil deslizar ao longo de dois trilhos de metal.

Em seu design, um projétil de foguete é semelhante a um foguete de fogo de artifício, apenas maior em tamanho. Em sua parte da cabeça, em vez da composição para fogo colorido de Bengala, é colocada uma carga explosiva de grande poder destrutivo. O meio do projétil é preenchido com pólvora, que, quando queimada, cria um poderoso jato de gases quentes que empurram o projétil para frente. Nesse caso, a combustão da pólvora pode durar uma parte significativa do tempo de voo, e não apenas aquele curto período de tempo em que um projétil convencional se move no cano de uma arma convencional. O tiro não é acompanhado por um som tão alto.

A artilharia de foguetes não é mais jovem que a artilharia comum, e talvez até mais velha que ela: antigos livros chineses e árabes escritos há mais de mil anos falam sobre o uso de foguetes em combate.

Nas descrições das batalhas de tempos posteriores, não, não e até a menção de mísseis de combate piscará. Quando as tropas britânicas conquistaram a Índia, os guerreiros-foguetes indianos, com suas flechas de cauda de fogo, aterrorizaram os invasores britânicos que escravizaram sua terra natal. Para os britânicos da época, as armas a jato eram uma curiosidade.

Granadas de foguete inventadas pelo general K.I. Konstantinov, os corajosos defensores de Sebastopol em 1854-1855 repeliram os ataques das tropas anglo-francesas.

Foguete

Uma enorme vantagem sobre a artilharia convencional - não havia necessidade de carregar armas pesadas - atraiu a atenção dos líderes militares para a artilharia de foguetes. Mas uma falha igualmente importante impediu sua melhoria.

O fato é que uma carga de arremesso, ou, como costumavam dizer, força, só poderia ser feita de pólvora negra. E o pó preto é perigoso de manusear. Aconteceu que durante a fabricação mísseis a carga propulsora explodiu e os trabalhadores morreram. Às vezes, o foguete explodia durante o lançamento e os artilheiros morriam. Era perigoso fazer e usar tais armas. Portanto, não recebeu ampla distribuição.

O trabalho iniciado com sucesso, no entanto, não levou à construção de uma espaçonave interplanetária. Os fascistas alemães prepararam e desencadearam uma sangrenta guerra mundial.

Míssil

A deficiência na fabricação de foguetes foi eliminada por designers e inventores soviéticos. Durante a Grande Guerra Patriótica, eles deram ao nosso exército uma excelente arma a jato. Argamassas de guarda foram construídas - “Katyushas” e RS (“eres”) foram inventados - foguetes.

Míssil

Em termos de qualidade, a artilharia de foguetes soviética superou todos os modelos estrangeiros e infligiu enormes danos aos inimigos.

Defendendo a pátria, o povo soviético foi forçado a colocar todas as conquistas da tecnologia de foguetes a serviço da defesa.

Nos estados fascistas, muitos cientistas e engenheiros, mesmo antes da guerra, estavam desenvolvendo intensamente projetos para instrumentos desumanos de destruição e massacres. Isso eles consideravam o objetivo da ciência.

aeronaves autônomas

Durante a guerra, os engenheiros de Hitler construíram centenas de aeronaves autônomas: projéteis "V-1" e foguetes "V-2". Eram conchas em forma de charuto, com 14 metros de comprimento e 165 centímetros de diâmetro. O charuto mortal pesava 12 toneladas; destes, 9 toneladas são combustíveis, 2 toneladas são casco e 1 tonelada são explosivos. "V-2" voou a velocidades de até 5.500 quilômetros por hora e pode atingir uma altura de 170-180 quilômetros.

Esses meios de destruição não diferiam na precisão de acertar e eram adequados apenas para bombardear alvos grandes como cidades grandes e densamente povoadas. Os fascistas alemães produziram "V-2" para 200-300 quilômetros de Londres na expectativa de que a cidade fosse grande - sim, chegará a algum lugar!

É improvável que Newton pudesse ter imaginado que sua engenhosa experiência e as leis do movimento descobertas por ele formariam a base de armas criadas por maldade bestial contra as pessoas, e quarteirões inteiros de Londres se transformariam em ruínas e se tornariam os túmulos de pessoas capturadas por um ataque de FAA cego.

Nave espacial

Por muitos séculos, as pessoas acalentaram o sonho de voar no espaço interplanetário, visitar a Lua, o misterioso Marte e a nublada Vênus. Numerosos romances de ficção científica, novelas e contos foram escritos sobre o assunto. Escritores enviaram seus heróis para as alturas em cisnes treinados, em balões, em cartuchos de canhão ou de alguma outra forma incrível. No entanto, todos esses métodos de voo eram baseados em invenções que não tinham respaldo na ciência. As pessoas apenas acreditavam que um dia poderiam deixar nosso planeta, mas não sabiam como poderiam fazê-lo.

Cientista notável Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky em 1903 pela primeira vez deu uma base científica para a ideia de viagem espacial. Ele provou que as pessoas podem deixar o globo e o foguete servirá de veículo para isso, pois o foguete é o único motor que não precisa de nenhum suporte externo para seu movimento. então foguete capaz de voar em espaço sem ar.

Cientista Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky - provou que as pessoas podem deixar o mundo em um foguete

De acordo com seu projeto, a espaçonave deve ser semelhante a um projétil de foguete, apenas na parte da cabeça haverá uma cabine para passageiros e instrumentos, e o restante do espaço será ocupado pela mistura de combustível e pelo motor.

Para dar ao navio a velocidade certa, você precisa do combustível certo. A pólvora e outros explosivos não são de forma alguma adequados: são perigosos e queimam muito rapidamente, sem fornecer propulsão a longo prazo. K. E. Tsiolkovsky recomendou o uso de combustível líquido: álcool, gasolina ou hidrogênio liquefeito, queimando em uma corrente de oxigênio puro ou algum outro agente oxidante. Todos reconheceram a exatidão desse conselho, porque naquela época não conheciam o melhor combustível.

O primeiro foguete com combustível líquido, pesando dezesseis quilos, foi testado na Alemanha em 10 de abril de 1929. Um foguete experimental decolou no ar e desapareceu de vista antes que o inventor e todos os presentes pudessem rastrear para onde ele voou. Não foi possível encontrar um foguete após o experimento. Na próxima vez, o inventor decidiu “superar” o foguete e amarrou uma corda de quatro quilômetros de comprimento. O foguete decolou, arrastando sua cauda de corda atrás dele. Ela puxou dois quilômetros de corda, quebrou-a e seguiu seu antecessor em uma direção desconhecida. E este fugitivo também não foi encontrado.