2015-03-22
475
1. Установите программу «Открытая физика 1.1» на компьютер.
2. Запустите установленную программу, в разделе – «Содержание», откройте вкладку «Механика», выберите компьютерную модель – «Реактивное движение», рисунок 3.
3. Включите непрерывный режим компьютерного эксперимента. Нажмите «Старт» и «Выбор». Установите начальную массу (М 0 = 10 т) ракеты вместе с топливом в соответствии с таблицей 1 для первого эксперимента.
4. Проведите первый эксперимент. Нажмите «Старт» и на экране монитора наблюдайте движение ракеты в пространстве. Проанализируйте построенный график зависимости скорости движения ракеты от времени. Определите из графика максимальную скорость ракеты при полном сгорании топлива, когда ракета движется равномерно, без ускорения. Результаты измерения запишите в таблицу 1.
|
| Рисунок 3 - Модель «Реактивное движение» |
Таблица 1 - Результаты измерений
| Номер эксперимента | |||||||||
| Первоначальная масса ракеты и топлива, M 0, т | |||||||||
| Максимальная скорость движения ракеты, V max, м/c |
5. Повторите модельный эксперимент по пунктам 3 и 4 для всех девяти опытов. Результаты измерений запишите в таблицу 1.
|
|
|
6. Для начальной массы ракеты с топливом (по указанию преподавателя) через каждые 100 секунд зафиксируйте скорость ракеты и ее массу вместе с топливом. Для этого, после установления заданной массы топлива, нужно воспользоваться пошаговым режимом работы программы.
На панели инструментов нажмите кнопку – «Остановить все» – 
, далее нажмите – «Старт» – 
, после чего, нажимая необходимое число раз, на кнопку – «Выполнять по шагам» – 
проведите эксперимент. Результаты измерения запишите в таблицу 2.
7. По данным таблицы 1, постройте график зависимости V max от M 0. По графику определите необходимый запас топлива для достижения первой и второй космических скоростей.
8. По данным таблицы 2 постройте графики зависимости скорости V(t) и массы ракеты M = m(t) от времени.
9. По графику M = m(t) определите скорость расхода топлива U топ.
10. По данным таблицы 2 рассчитайте значения ln M0 / M, и постройте график зависимости V(t) от ln M0 / M. По графику определите скорость истечения газов U.
Тангенс угла наклона зависимости характеризует скорость истечения газов:
.
Таблица 2 - Результаты измерений
| Номер опыта | М п, кг | МТ, кг | M0, кг | t, c | V(t), м/с | M, кг | ln M0 / M |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
|
|
|
1. Получите формулу Циолковского.
2. Сформулируйте закон сохранения импульса.
3. Рассчитайте первую и вторую космические скорости.
4.Объясните предназначение и особенности движения многоступечатых ракет.
