Номер 2, страница 73 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Динамика. Параграф 16. Реактивное движение. Вспомните - номер 2, страница 73.

Условие.

Что такое реактивный двигатель и как он устроен?

Решение.

Что такое реактивный двигатель и как он устроен?

Реактивный двигатель — это двигатель, создающий силу тяги (реактивную силу) за счёт отбрасывания части своей массы (рабочего тела). Его работа основана на законе сохранения импульса и третьем законе Ньютона.

Рассмотрим устройство и принцип работы на примере простого жидкостного ракетного двигателя:

1. Основные компоненты: двигатель состоит из камеры сгорания, сопла, а также баков для хранения топлива и окислителя. Топливо (например, керосин или жидкий водород) и окислитель (например, жидкий кислород) подаются в камеру сгорания с помощью насосов.

2. Процесс работы: В камере сгорания топливо и окислитель смешиваются и воспламеняются. В результате химической реакции образуется огромное количество раскаленных газов под высоким давлением.

3. Создание тяги: Эти газы с огромной скоростью выбрасываются из двигателя через сопло — канал специальной формы (часто используется сопло Лаваля), который ускоряет газовую струю до сверхзвуковых скоростей.

4. Физическое обоснование: Согласно третьему закону Ньютона, сила, с которой двигатель выталкивает газы назад, равна по модулю и противоположна по направлению силе, которая действует со стороны газов на двигатель и толкает его вперед. Эта сила называется реактивной тягой. С точки зрения закона сохранения импульса, система «ракета + выбрасываемые газы» является замкнутой. Изначально импульс системы равен нулю. Когда газы массой $m_г$ выбрасываются со скоростью $\vec{v}_г$, ракета массой $M_р$ приобретает скорость $\vec{v}_р$, так, что суммарный импульс системы остается нулевым: $M_р\vec{v}_р + m_г\vec{v}_г = 0$. Это означает, что импульс ракеты $M_р\vec{v}_р$ направлен в сторону, противоположную импульсу газов $m_г\vec{v}_г$.

Ответ: Реактивный двигатель — это устройство, создающее тягу путем отбрасывания рабочего тела (газовой струи). Он состоит из камеры сгорания, где топливо превращается в газ высокого давления, и сопла, которое ускоряет этот газ, создавая реактивную тягу на основе закона сохранения импульса.