ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ. Обработка результатов измерений

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 (М₀ = 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

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 M₀. 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

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.