Номер 3, страница 439 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Электродинамика. Глава 10. Электростатика. Задания по проектной и исследовательской деятельности. Задания к главе 4 «Законы сохранения в механике» - номер 3, страница 439.

Условие.

3. Через систему поиска сайта http://gotourl.ru/7148 найдите материалы по теме «Ракета». Изучите историю развития ракетной техники.

Решение.

История ракетной техники начинается в Китае с изобретением пороха примерно в IX веке. Изначально порох использовался для фейерверков и сигнальных огней. К XIII веку китайцы начали применять пороховые ракеты в военном деле. Это были простые бамбуковые трубки, набитые порохом, привязанные к стрелам для увеличения дальности полета и в качестве зажигательного оружия. Технология постепенно распространилась по Азии, попала в Индию, на Ближний Восток, а затем и в Европу благодаря монгольским завоеваниям и торговым путям.

Научную основу под реактивное движение подвел Исаак Ньютон, сформулировав в 1687 году свои три закона механики. Третий закон Ньютона («Действию всегда есть равное и противоположное противодействие») является фундаментальным принципом, объясняющим движение ракеты. В начале XIX века британский инженер Уильям Конгрев разработал боевые пороховые ракеты, которые активно использовались в англо-американской войне 1812 года и наполеоновских войнах. Эти ракеты («ракеты Конгрива») были значительно мощнее своих предшественников. В России значительный вклад в развитие ракетной техники внесли Александр Засядко, создавший боевые ракеты в 1810-х годах, и Константин Константинов, который в середине XIX века усовершенствовал их конструкцию, технологию производства и боевое применение.

Конец XIX – начало XX века ознаменовался появлением блестящих ученых-теоретиков, заложивших основы будущих космических полетов. Константин Эдуардович Циолковский (1857–1935), русский и советский ученый-самоучка, по праву считается «отцом космонавтики». В своей работе «Исследование мировых пространств реактивными приборами» (1903) он впервые:
- Вывел основное уравнение движения ракеты, известное как формула Циолковского: $ \Delta V = V_e \cdot \ln\left(\frac{m_0}{m_k}\right) $, где $ \Delta V $ — изменение скорости ракеты, $ V_e $ — эффективная скорость истечения газов, $ m_0 $ — начальная масса ракеты (с топливом), $ m_k $ — конечная масса ракеты (без топлива).
- Обосновал необходимость использования жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), так как они более эффективны, чем пороховые.
- Предложил идею многоступенчатых ракет («ракетных поездов») как единственного способа достижения космических скоростей.
Американский инженер Роберт Годдард (1882–1945) перешел от теории к практике. Он проводил эксперименты с ракетными двигателями и 16 марта 1926 года успешно запустил первую в мире ракету на жидком топливе. Немецкий ученый Герман Оберт (1894–1989) независимо от Циолковского и Годдарда разработал теорию космических полетов. Его книга «Ракета в межпланетное пространство» (1923) вдохновила многих энтузиастов в Германии, включая будущего конструктора Вернера фон Брауна.

Технологический прорыв в ракетостроении произошел в нацистской Германии. Группа инженеров под руководством Вернера фон Брауна разработала первую в мире баллистическую ракету дальнего действия A-4, более известную как «Фау-2» (V-2). Это была одноступенчатая ракета на жидком топливе с автономной системой управления, способная доставить боеголовку массой около тонны на расстояние до 320 км. Первый успешный запуск состоялся в 1942 году. «Фау-2» стала первым искусственным объектом, совершившим суборбитальный космический полет. После войны немецкие технологии и специалисты, включая фон Брауна, были вывезены в США и СССР, что дало мощный толчок развитию ракетных программ этих стран.

Противостояние СССР и США в Холодную войну стало главным катализатором развития ракетной техники в 1950–1970-е годы. В СССР под руководством Главного конструктора Сергея Павловича Королёва была создана первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета Р-7. Именно она 4 октября 1957 года вывела на орбиту первый искусственный спутник Земли «Спутник-1», открыв космическую эру. На ракетах-носителях семейства Р-7 был осуществлен и полет Юрия Гагарина 12 апреля 1961 года. В США ракетной программой руководил Вернер фон Браун. Ответом на советские успехи стала программа «Аполлон». Для полетов на Луну была создана самая мощная из когда-либо построенных ракет — «Сатурн-5». Эта ракета-носитель 20 июля 1969 года доставила космический корабль «Аполлон-11» с астронавтами к Луне, что позволило совершить первую в истории высадку на ее поверхность.

С конца XX века акцент в ракетостроении сместился в сторону снижения стоимости запусков и повышения их надежности. Были созданы многоразовые транспортные космические системы: американская «Спейс Шаттл» и советская «Энергия-Буран». В XXI веке произошла революция в частной космонавтике благодаря компании SpaceX Илона Маска, которая разработала ракеты-носители семейства Falcon с возвращаемыми первыми ступенями. Это значительно удешевило вывод полезной нагрузки на орбиту. Сегодня продолжается международное сотрудничество в космосе (например, МКС) и разрабатываются новые сверхтяжелые ракеты для освоения дальнего космоса, в частности для полетов на Марс (Starship, SLS).

Ответ: История ракетной техники охватывает период от первых пороховых ракет в древнем Китае до современных многоразовых систем. Ключевыми вехами стали теоретические работы К. Э. Циолковского, первый запуск жидкостной ракеты Р. Годдардом, создание баллистической ракеты «Фау-2» в Германии, а также космическая гонка СССР и США, в ходе которой были запущены первый спутник и первый человек в космос, а также осуществлена высадка на Луну. Современный этап характеризуется коммерциализацией космоса и разработкой технологий для межпланетных полетов.