Номер 3, страница 80 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 2. Динамика. Параграф 17. Развитие ракетной техники. Вопросы - номер 3, страница 80.

Условие.

3. В каком году и под чьим руководством был запущен первый искусственный спутник Земли?

Решение.

1. В самых первых ракетах, которые были изобретены в Средние века в Китае, в качестве топлива применялся твёрдый дымный (чёрный) порох. Если же говорить о ракетах современной конструкции, то первая в мире ракета с жидкостным двигателем, запущенная американским инженером Робертом Годдардом в 1926 году, использовала в качестве топлива бензин, а в качестве окислителя — жидкий кислород. Знаменитая немецкая ракета «Фау-2», ставшая прообразом многих послевоенных ракет, работала на водном растворе этилового спирта и жидком кислороде. Ответ: В древнейших ракетах использовался порох; в первых жидкостных ракетах XX века — бензин или этиловый спирт в паре с жидким кислородом.

2. Теоретические основы и первая подробная схема жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) были разработаны русским и советским учёным, основоположником теоретической космонавтики Константином Эдуардовичем Циолковским. Он изложил свои революционные идеи в научной работе «Исследование мировых пространств реактивными приборами», опубликованной в 1903 году. В качестве наиболее эффективных компонентов топлива для такого двигателя Циолковский предложил использовать жидкий водород и жидкий кислород. Ответ: Схема жидкостного ракетного двигателя была впервые разработана К. Э. Циолковским в 1903 году.

3. Первый в истории человечества искусственный спутник Земли был запущен в Советском Союзе 4 октября 1957 года. Этот аппарат, получивший название «Спутник-1», был выведен на орбиту ракетой-носителем Р-7. Руководителем всей советской космической программы и главным конструктором, под чьим руководством был создан и спутник, и ракета, являлся Сергей Павлович Королёв. Ответ: Первый искусственный спутник Земли был запущен 4 октября 1957 года под руководством С. П. Королёва.

4. Ракеты на химическом топливе считаются непригодными для межзвёздных полётов, которые требуют достижения скоростей, составляющих значительную долю от скорости света. Это связано с фундаментальными ограничениями химических двигателей. Их работа описывается формулой Циолковского: $\Delta v = v_e \cdot \ln(\frac{m_{0}}{m_{f}})$, где $\Delta v$ — изменение скорости аппарата, $v_e$ — скорость истечения газов, а $\frac{m_{0}}{m_{f}}$ — отношение начальной массы ракеты к конечной. У самых эффективных химических двигателей скорость $v_e$ не превышает 4.5 км/с. Чтобы достичь даже 10% скорости света (около 30 000 км/с), отношение масс должно быть астрономически огромным, что технически нереализуемо. Для таких полётов необходимы принципиально другие двигатели, например, ядерные, ионные или основанные на ещё не открытых физических принципах. Ответ: Нет, ракеты на химическом топливе непригодны для межзвёздных полётов из-за низкой скорости истечения продуктов сгорания, что не позволяет развить необходимые скорости.