Номер 2, страница 29 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел. Самостоятельные работы. СР-25. Реактивное движение. Ракеты. Вариант 1 - номер 2, страница 29.

Условие.

2. Каково назначение каждой ступени ракеты (рис. 42)?

Рис. 42

Решение.

Решение

Многоступенчатые ракеты используются для эффективного вывода полезной нагрузки (например, космического корабля) на орбиту или в межпланетное пространство. Принцип многоступенчатости заключается в последовательном отделении частей ракеты (ступеней) после того, как в них закончится топливо. Это позволяет избавиться от лишней массы пустых топливных баков и двигателей, что делает оставшуюся часть ракеты легче и позволяет ей развить большую скорость. Эффективность этого подхода описывается формулой Циолковского: $ \Delta v = u \cdot \ln \frac{m_0}{m_k} $, где $ \Delta v $ — приращение скорости, $ u $ — скорость истечения газов, $ m_0 $ — начальная масса, $ m_k $ — конечная масса. Для каждой последующей ступени начальная масса $ m_0 $ значительно меньше, что позволяет достичь большего $ \Delta v $.

I ступень

Это самая большая и мощная ступень, оснащенная двигателями с максимальной тягой. Её главная задача — поднять всю массу ракеты со стартовой площадки, преодолеть силу земного притяжения и сопротивление плотных нижних слоёв атмосферы. После исчерпания топлива она отделяется и падает, облегчая дальнейший полет.

Ответ: Назначение первой ступени — обеспечить старт ракеты с Земли и её разгон в плотных слоях атмосферы.

II ступень

Вторая ступень начинает работать после отделения первой, уже на значительной высоте, где атмосфера сильно разрежена. Её двигатели оптимизированы для работы в условиях, близких к вакууму. Задача этой ступени — продолжить разгон ракеты, выводя её на суборбитальную траекторию или на начальную низкую околоземную орбиту.

Ответ: Назначение второй ступени — дальнейший разгон ракеты в верхних слоях атмосферы и в космосе для вывода на заданную траекторию.

III ступень

Третья ступень работает полностью в космическом пространстве. Она обеспечивает финальный импульс, необходимый для того, чтобы вывести полезную нагрузку (космический корабль) на целевую орбиту (например, геостационарную) или на траекторию полета к другим планетам. Часто двигатели этой ступени могут включаться несколько раз для выполнения сложных орбитальных маневров.

Ответ: Назначение третьей ступени — точное выведение полезной нагрузки на конечную орбиту или межпланетную траекторию.

Космический корабль

Это полезная нагрузка ракеты-носителя, то есть тот объект, который необходимо доставить в космос. Космический корабль не является ступенью в смысле разгонного блока. После отделения от последней ступени он начинает выполнение своей миссии: это может быть пилотируемый полет, доставка грузов на орбитальную станцию, работа в качестве спутника, проведение научных исследований в дальнем космосе и т.д.

Ответ: Космический корабль — это полезная нагрузка ракеты, которая выполняет основную миссию в космосе после выведения на заданную траекторию.