0: Привет всем любителям физики и физического эксперимента с вами, Алексей Колчин. И сегодня мы поговорим о реактивном движении, о тяге реактивного двигателя и о некоторых заблуждениях, связанных с объяснением его работы. Я
1: Яков Исидорович перельман написал несколько книг, посвящённых реактивному движению. Ну вот в книжке занимательная физика, которая была написана больше 100 лет тому назад, он писал о распространённом в его время заблуждении для
2: Даже среди людей, изучавших физику, случается нередко слышать совершенно привратное объяснение полёта ракеты она летит потому будто бы, что своими газами, образующимися при горении в ней пороха отталкивается от воздуха, так?
3: Думали в старину. Ну, сегодня, конечно, никто так не думает, и не думают, что ракета на старте отталкивается реактивной струёй от земли сначала, а потом от воздуха, потому что она прекрасно летит.
4: И в безвоздушном пространстве, но тем не менее, в объяснении реактивного движения есть некоторые недопонимания, и о них мы с вами сегодня и поговорим.
5: И главное, что нужно понимать про реактивное движение, это то, что оно основано на принципе отдачи например, когда я стреляю из ружья, Лёгкая пуля летит с большой скоростью вперёд, а при этом тяжёлое ружьё с меньшей скоростью, но весьма
6: Чувствительно бьёт меня в плечо и движется при этом назад, но ружья у нас нет, вместо него мы собрали вот такую установку, основу которой составляет трубка, внутри которой может двигаться поршень. Сейчас поршень.
7: Прикреплён с прикреплёнными к нему резинками. Вот они растянуты сейчас на максимальную длину, и он привязан ниткой к крючку. Теперь мы можем вложить в него снаряд. Снарядом будет являться вот этот шарик.
8: Больной весьма тяжёлый, и теперь мы можем поставить её на старт.
9: И пережечь нитку.
10: Включаем горелку на старт. Внимание.
11: И машинка поехала с большой скоростью в другую сторону. Ну, надо заметить, что её масса примерно в 3 раза больше, чем масса шарика, и по закону сохранения импульса она поехала со скоростью в 3 раза меньше.
12: Чем скорость шарика, а в обычном реактивном двигателе струя вытекает непрерывно, и поэтому его действие можно сравнить скорее не с одиночным выстрелом из ружья, а со стрельбой из автомата очередями.
13: Где пули летят 1 за другой. И вот мы сделали модель такого реактивного двигателя из яичной скорлупки по схеме, которую мы нашли все в той же книжке перельмана занимательная физика.
14: В скорлупку налито немного воды, эта вода нагревается спиртовкой, кипит, и из маленького отверстия в яйце вырывается струя пара, которая и толкает.
15: Нашу лодку вперёд. Ну, лодка плывёт весьма медленно, потому что сила тяги у такого реактивного двигателя совершенно незначительна, но тем не менее он работает, и мы это видим.
16: Ну а теперь поговорим о том, как возникает сила реактивной тяги. И этот вопрос требует внимательного и тщательного обсуждения, потому что когда мы говорим, и я точно также сказал, что
17: Реактивная тяга создаётся вылетающей из сопла двигателя струёй, то это не совсем так. Конечно, без струи реактивное движение невозможно по закону сохранения импульса для того, чтобы ракета летела в
18: Вперёд. Что-то должно выбрасываться назад, но если мы подумаем, то мы поймём, что частицы продуктов сгорания, которые вылетели уже струёй из двигателя, они летят.
19: Просто по инерции и никак не действует на сам корпус ракеты. А когда мы рассматриваем силу тяги, мы должны рассматривать именно силы, действующие на корпус, и эти силы могут создаваться только за счёт.
20: Счёт давления внутри камеры сгорания. И вот здесь у нас стрелками показаны силы, действующие на стенки камеры сгорания.
21: Ну и мы видим, что вот каждой стрелке соответствует противоположное. Эти силы друг друга компенсируют, за исключением 1 вот этой стрелки, выделенной зелёным, которая расположена напротив сопла ракет.
22: И я помечу это таким пунктиром.
23: Получается, что напротив сопла ракеты у нас есть площадка, на которую действует нескомпенсированная сила давления, и именно она определяет силу.
24: Активной тяги. Ещё раз без струи ракета, конечно, никуда не полетит, но сила тяги определяется вот этим силой избыточного давления на вот эту площадку, расположенную
25: Непосредственно напротив сопла ракеты.
26: И получается, что давление газов внутри камеры сгорания, с 1 стороны, создаёт силу, которая толкает корпус ракеты в 1 сторону, а с другой стороны, создаёт силу, которая выталкивает продукты сгорания из сопла ракеты и
27: И такая пара противоположно направленных и равных сил возникает в любом случае реактивного движения для нашей машинки 1 конец натянутой резинки толкает поршень, который
28: Шарик, вылетающий из трубки, а другой конец резинки, толкает корпус машинки, которая едет в противоположном направлении.
29: А теперь ещё 1 опыт, который мы проведём с этой детской водяной ракетой в ракету, накачен воздух, и этот воздух играет роль сжатой пружины. Своим давлением он будет выталкивать воду через.
30: Сопло вниз, а ракета толкать вверх.
31: Итак, нажимаю на спусковой рычаг, и ракета уходит вверх.
32: А теперь мы переходим к нашему традиционному заключительному вопросу, для которого мы приготовили вот эту игрушку, которая называется сегнерово колесо и представляет собой бутылку, в которую вставлены 2 изогнутые трубки, когда мы
33: Наливаем в бутылку воду, она начинает бить 2 противоположно направленными струями из трубок, и бутылка раскручивается, но мы с вами уже понимаем, что реактивная тяга создаётся не самими струями.
34: Которые уже вылетели из бутылки, а нескомпенсированным давлением внутри системы. Но где именно возникает это нескомпенсированное давление? Ваши соображения на этот счёт? Пишите в комментариях к этому ролику на ю.
35: Тубе.