rumah Waralaba Laporan: Gerakan reaktif di alam dan teknologi. Penggerak jet dalam teknologi, alam Metode komunikasi penggerak jet dari fisika kehidupan laut

Laporan: Gerakan reaktif di alam dan teknologi. Penggerak jet dalam teknologi, alam Metode komunikasi penggerak jet dari fisika kehidupan laut

Bukan mesin jet pertama di dunia. ilmuwan telah mengamati dan menyelidiki bahkan sebelum eksperimen Newton dan hingga hari ini: Propulsi pesawat jet.

Pemintal Heron

Delapan belas ratus tahun sebelum percobaan Newton mesin jet uap pertama dibuat oleh penemu yang luar biasa Bangau dari Alexandriamekanik Yunani kuno, penemuannya dinamai pemintal Heron.

Heron of Alexandria adalah seorang mekanik Yunani kuno yang menemukan turbin jet uap pertama di dunia. Kami hanya tahu sedikit tentang Heron dari Alexandria. Dia adalah putra seorang tukang cukur dan murid dari penemu terkenal lainnya, Ctesibia... Geron tinggal di Alexandria sekitar dua ribu seratus lima puluh tahun yang lalu. Dalam perangkat yang ditemukan oleh Heron, uap dari ketel, tempat api menyala, melewati dua pipa menjadi bola besi. Tabung secara bersamaan berfungsi sebagai sumbu di mana bola ini bisa berputar. Dua tabung lainnya, melengkung seperti huruf "L", dipasang pada bola sehingga memungkinkan uap keluar dari bola. Ketika api dibuat di bawah kuali, air mendidih dan uap mengalir ke dalam bola besi, dan darinya, melalui pipa-pipa melengkung, ia terbang keluar dengan paksa. Pada saat yang sama, bola berputar ke arah yang berlawanan dengan yang diterbangkan oleh semburan uap, ini terjadi sesuai dengan. Meja putar ini bisa disebut turbin jet uap pertama di dunia.

Roket Tiongkok

Bahkan sebelumnya, bertahun-tahun sebelum Bangau dari Alexandria, mereka juga ditemukan di Cina mesin jet perangkat yang agak berbeda, sekarang disebut roket kembang api... Roket kembang api tidak boleh disamakan dengan senama mereka - suar sinyal, yang digunakan di tentara dan angkatan laut, dan juga ditembakkan pada hari libur nasional dengan suara penghormatan artileri. Flare hanyalah peluru yang dikompresi dari zat yang terbakar dengan nyala api berwarna. Mereka ditembakkan dari pistol kaliber besar - peluncur roket.

Pijar sinyal adalah peluru yang dikompresi dari zat yang terbakar dengan nyala api berwarna. Roket Tiongkok adalah karton atau tabung logam, ditutup pada salah satu ujungnya dan diisi dengan komposisi bubuk. Ketika campuran ini dinyalakan, semburan gas, keluar dengan kecepatan tinggi dari ujung tabung yang terbuka, menyebabkan roket terbang ke arah yang berlawanan dengan arah semburan gas. Roket semacam itu bisa lepas landas tanpa bantuan peluncur roket pistol. Sebuah tongkat yang menempel pada badan roket membuat penerbangannya lebih stabil dan lugas.

Kembang api menggunakan roket Tiongkok.

Penghuni laut

Di dunia hewan:

Propulsi jet juga terjadi di sini. Sotong, gurita, dan beberapa cephalopoda lainnya tidak memiliki sirip atau ekor yang kuat, dan berenang seperti yang lainnya. penghuni laut... Makhluk bertubuh lunak ini memiliki kantung atau rongga yang cukup besar di tubuhnya. Air ditarik ke dalam rongga, dan kemudian hewan tersebut mendorong air keluar dengan kuat. Reaksi air yang dibuang memaksa hewan tersebut untuk berenang ke arah yang berlawanan dengan arah aliran.

Kucing jatuh

Tetapi cara gerak yang paling menarik ditunjukkan dengan cara biasa kucing... Seratus lima puluh tahun yang lalu, seorang fisikawan Prancis yang terkenal Marcel Despres menyatakan:

- Tahukah Anda, hukum Newton tidak sepenuhnya benar. Tubuh dapat bergerak dengan bantuan kekuatan internal, tanpa bergantung pada apapun dan tidak mendorong apapun. - Dimana buktinya, dimana contohnya? - para pendengar memprotes. - Ingin bukti? Permisi. Seekor kucing yang tak sengaja jatuh dari atap adalah buktinya! Tidak peduli bagaimana kucing itu jatuh, bahkan dengan kepala menunduk, ia pasti akan berdiri di tanah dengan keempat kakinya. Tetapi kucing yang jatuh tidak bersandar pada apa pun dan tidak mendorong apa pun, tetapi berbalik dengan cepat dan cekatan. (Hambatan udara dapat diabaikan - ini terlalu dapat diabaikan.)

Memang, semua orang tahu ini: kucing jatuh; selalu berhasil bangkit.

Kucing yang jatuh berdiri dengan empat kaki. Kucing melakukannya secara naluriah, dan manusia dapat melakukan hal yang sama secara sadar. Perenang yang melompat dari menara ke dalam air dapat melakukan sosok yang kompleks - jungkir balik tiga kali lipat, yaitu berguling di udara tiga kali, dan kemudian tiba-tiba berdiri tegak, menghentikan rotasi tubuh mereka dan menyelam ke dalam air dalam garis lurus. Gerakan yang sama, - tanpa interaksi dengan benda asing, kebetulan diamati di sirkus selama pertunjukan akrobat - pesenam udara.

Pertunjukan akrobat - pesenam udara. Kucing yang jatuh itu difoto dengan kamera film dan kemudian dilihat bingkai demi bingkai di layar, yang dilakukan kucing saat terbang di udara. Ternyata kucing itu dengan cepat memutar-mutar kakinya. Rotasi cakar menyebabkan gerakan respons - reaksi seluruh tubuh, dan berputar ke arah yang berlawanan dengan gerakan cakar. Semuanya terjadi sangat sesuai dengan hukum Newton, dan berkat hukum itulah kucing bisa berdiri. Hal yang sama terjadi dalam semua kasus ketika makhluk hidup, tanpa alasan yang jelas, mengubah gerakannya di udara.

Perahu jet

Penemu punya ide, kenapa tidak mengadopsi cara berenang mereka dari sotong. Mereka memutuskan untuk membangun kapal dengan self-propelled mesin jet... Idenya pasti layak. Benar, tidak ada kepercayaan pada keberuntungan: para penemu meragukan apakah seperti itu perahu jet lebih baik dari sekrup biasa. Itu perlu untuk melakukan percobaan.

Perahu jet adalah kapal self-propelled dengan mesin jet air. Mereka memilih kapal tunda tua, memperbaiki lambungnya, melepas baling-balingnya, dan memasang pompa air di ruang mesin. Pompa ini memompa air laut dan mendorongnya melalui pipa di belakang buritan dengan aliran yang deras. Kapal itu berlayar, tapi masih bergerak lebih lambat dari kapal sekrup. Dan ini dapat dijelaskan secara sederhana: baling-baling biasa berputar di belakang buritan tanpa dibatasi oleh apapun, hanya ada air disekitarnya; air di pompa jet digerakkan oleh baling-baling yang hampir persis sama, tetapi tidak lagi berputar di atas air, tetapi di dalam pipa yang rapat. Muncul gesekan semburan air ke dinding. Gesekan melemahkan daya dorong jet. Kapal uap dengan baling-baling jet air berlayar lebih lambat dari baling-baling dan mengonsumsi lebih banyak bahan bakar. Namun, mereka tidak meninggalkan pembangunan kapal semacam itu: mereka menemukan keuntungan penting. Sebuah perahu yang dilengkapi dengan baling-baling harus duduk jauh di dalam air, jika tidak baling-baling itu akan mengeluarkan busa yang tidak berguna atau berputar di udara. Oleh karena itu, kapal uap sekrup takut beting dan celah, mereka tidak dapat berlayar di perairan dangkal. Dan kapal uap jet air dapat dibangun dengan konsep dangkal dan alas datar: mereka tidak membutuhkan kedalaman - di mana kapal akan lewat, kapal uap air juga akan lewat di sana. Kapal jet air pertama di Uni Soviet dibangun pada tahun 1953 di galangan kapal Krasnoyarsk. Kapal ini dirancang untuk sungai kecil di mana kapal uap konvensional tidak dapat berlayar.

Terutama para insinyur, penemu, dan ilmuwan yang rajin terlibat dalam studi propulsi jet senjata api... Senjata pertama - semua jenis pistol, musket dan samopal - menghantam bahu seorang pria dengan setiap tembakan. Setelah beberapa lusin tembakan, bahunya mulai terasa sangat sakit sehingga prajurit itu tidak bisa lagi membidik. Meriam pertama - cicit, unicorn, pendingin dan pemboman - melompat mundur saat ditembakkan, sehingga, terjadi, penembak-penembak lumpuh jika mereka tidak punya waktu untuk menghindar dan melompat ke samping. Mundurnya pistol mengganggu penembakan yang akurat, karena meriam tersentak sebelum inti atau granat terbang keluar dari laras. Ini membingungkan pemimpinnya. Penembakan itu ternyata tidak bertujuan.

Menembak dengan senjata api. Insinyur artileri mulai bertempur mundur lebih dari empat ratus lima puluh tahun yang lalu. Pertama, gerbong dilengkapi dengan coulter, yang jatuh ke tanah dan berfungsi sebagai pemberhentian yang kokoh untuk meriam. Kemudian mereka berpikir bahwa jika meriam didukung dengan baik dari belakang, sehingga tidak ada tempat untuk mundur, maka serangan balik itu akan hilang. Tapi itu salah. Hukum kekekalan momentum tidak diperhitungkan. Meriam mematahkan semua penyangga, dan gerbong sangat longgar sehingga senjata menjadi tidak cocok untuk pekerjaan tempur. Kemudian para penemu menyadari bahwa hukum gerak, seperti hukum alam lainnya, tidak dapat diubah dengan caranya sendiri, mereka hanya dapat "diakali" dengan bantuan ilmu - mekanika. Di gerbong, mereka meninggalkan pembuka yang relatif kecil untuk berhenti, dan meletakkan laras meriam pada "slide" sehingga hanya satu laras yang terguling ke belakang, dan bukan seluruh meriam. Laras dihubungkan ke piston kompresor, yang bergerak dalam silindernya dengan cara yang sama seperti piston mesin uap. Tetapi di dalam silinder mesin uap ada uap, dan di dalam kompresor senapan ada oli dan pegas (atau udara bertekanan). Saat laras meriam berputar ke belakang, piston menekan pegas. Pada saat ini, oli dipaksa melalui lubang kecil di piston di sisi lain piston. Ada gesekan yang kuat, yang menyerap sebagian gerakan laras penggulung, membuatnya lebih lambat dan lebih halus. Kemudian pegas terkompresi mengembang dan mengembalikan piston, dan dengan itu laras senapan, ke tempat aslinya. Oli menekan katup, membukanya dan mengalir bebas kembali ke bawah piston. Selama tembakan cepat, laras senapan bergerak maju dan mundur hampir terus menerus. Dalam kompresor meriam, rekoil diserap oleh gesekan.

Rem moncong

Ketika daya dan jangkauan senjata meningkat, kompresor tidak cukup untuk menetralkan recoil. Untuk membantunya ditemukan rem moncong... Rem moncong hanyalah tabung baja pendek yang dipasang ke lubang dan berfungsi sebagai perpanjangannya. Diameternya lebih besar dari diameter lubang, dan oleh karena itu tidak mengganggu proyektil yang terbang keluar dari laras. Beberapa lubang lonjong dipotong di dinding tabung di sepanjang keliling.

Muzzle Brake - Mengurangi rekoil senjata api. Gas bubuk yang keluar dari laras senapan setelah proyektil segera menyimpang ke samping, dan beberapa di antaranya jatuh ke lubang rem moncong. Gas-gas ini dengan kekuatan besar menghantam dinding lubang, ditolak dan terbang keluar, tetapi tidak maju, tetapi sedikit miring dan mundur. Pada saat yang sama, mereka mendorong dinding ke depan dan mendorongnya, dan bersama mereka seluruh laras senapan. Mereka membantu pegas monitor kebakaran karena mereka cenderung menyebabkan laras berguling ke depan. Dan saat mereka berada di dalam laras, mereka mendorong kembali senjatanya. Rem moncong sangat mengurangi dan meredam rekoil. Penemu lain mengambil jalan berbeda. Bukannya berkelahi propulsi jet dan mencoba memadamkannya, mereka memutuskan untuk menggunakan rollback senjata dengan keuntungan penyebabnya. Para penemu ini menciptakan banyak contoh senjata otomatis: senapan, pistol, senapan mesin, dan meriam, di mana recoil berfungsi untuk membuang wadah kartrid bekas dan memuat ulang senjata.

Artileri roket

Anda tidak bisa bertarung dengan mundur sama sekali, tetapi gunakanlah: bagaimanapun, aksi dan reaksi (mundur) adalah setara, sama, sama, jadi biarkan efek reaktif dari gas bubuk, alih-alih mendorong kembali laras senapan, mengirimkan proyektil ke depan pada target. Jadi diciptakan artileri roket... Di dalamnya, semburan gas menghantam tidak ke depan, tetapi ke belakang, menciptakan reaksi maju dalam proyektil. Untuk pistol roket tong yang mahal dan berat ternyata tidak perlu. Pipa besi yang lebih murah dan sederhana berfungsi sempurna untuk mengarahkan pelarian proyektil. Anda dapat melakukannya tanpa pipa sama sekali, dan membuat proyektil meluncur di sepanjang dua bilah logam. Secara struktur roket mirip dengan roket kembang api, hanya saja ukurannya lebih besar. Alih-alih senyawa untuk kembang api berwarna, muatan ledakan dengan kekuatan destruktif yang besar ditempatkan di kepalanya. Bagian tengah proyektil diisi dengan bubuk mesiu, yang saat terbakar akan menghasilkan semburan gas panas yang kuat yang mendorong proyektil ke depan. Dalam hal ini, pembakaran bubuk mesiu dapat berlangsung selama sebagian besar waktu penerbangan, dan tidak hanya dalam waktu singkat, sementara proyektil konvensional bergerak dalam laras senjata konvensional. Bidikan tersebut tidak diiringi dengan suara yang begitu keras. Artileri roket tidak lebih muda dari artileri biasa, dan bahkan mungkin lebih tua dari itu: buku-buku China dan Arab kuno yang ditulis lebih dari seribu tahun yang lalu melaporkan penggunaan rudal dalam pertempuran. Dalam deskripsi pertempuran di masa mendatang, tidak, tidak, dan akan disebutkan tentang rudal tempur. Ketika pasukan Inggris menaklukkan India, prajurit roket India dengan panah ekor api mereka membuat takut penjajah Inggris yang memperbudak tanah air mereka. Bagi Inggris pada saat itu, senjata jet adalah hal baru. Granat roket ditemukan oleh jenderal K. I. Konstantinov, pembela Sevastopol yang berani pada tahun 1854-1855 berhasil memukul mundur serangan pasukan Inggris-Prancis.

Roket

Keuntungan besar dibandingkan artileri biasa - tidak perlu membawa senjata berat - menarik perhatian para pemimpin militer ke artileri roket. Tetapi kelemahan yang sama besar menghambat peningkatannya. Faktanya adalah bahwa penggerak, atau, seperti yang biasa mereka katakan, muatan gaya, mereka tahu bagaimana membuat hanya dari bubuk hitam. Dan bubuk hitam berbahaya untuk ditangani. Itu terjadi selama pembuatan rudal muatan propelan meledak dan pekerja meninggal. Kadang-kadang roket meledak saat diluncurkan, dan penembaknya mati. Berbahaya membuat dan menggunakan senjata semacam itu. Karena itu, tidak tersebar luas. Pekerjaan yang dimulai dengan sukses, bagaimanapun, tidak mengarah pada pembangunan pesawat ruang angkasa antarplanet. Fasis Jerman mempersiapkan dan melancarkan perang dunia berdarah.

Peluru kendali

Kekurangan dalam pembuatan rudal dieliminasi oleh perancang dan penemu Soviet. Selama Perang Patriotik Hebat, mereka memberi tentara kita senjata jet yang luar biasa. Mortir penjaga - "Katyushas" dibangun dan RS ("eres") - roket.

Peluru kendali. Dalam hal kualitas, artileri roket Soviet melampaui semua model asing dan menimbulkan kerusakan yang luar biasa pada musuh. Mempertahankan Tanah Air, orang-orang Soviet terpaksa menggunakan semua pencapaian peroketan ke dalam layanan pertahanan. Di negara-negara fasis, banyak ilmuwan dan insinyur, bahkan sebelum perang, secara intensif mengembangkan proyek senjata pemusnah dan pembunuhan massal yang tidak manusiawi. Mereka menganggap ini sebagai tujuan sains.

Pesawat tanpa pengemudi

Selama perang, insinyur Hitler membangun beberapa ratus pesawat tanpa pengemudi: peluru "FAU-1" dan roket "FAU-2". Ini adalah cangkang berbentuk cerutu, panjang 14 meter dan diameter 165 sentimeter. Cerutu mematikan itu berbobot 12 ton; Di antaranya 9 ton bahan bakar, 2 ton lambung dan 1 ton bahan peledak. "FAU-2" terbang dengan kecepatan hingga 5500 kilometer per jam dan dapat mendaki ketinggian 170-180 kilometer. Alat penghancur ini tidak berbeda dalam keakuratan pukulan dan hanya cocok untuk menembak sasaran besar seperti kota-kota besar dan padat penduduk. Kaum fasis Jerman merilis "FAU-2" 200-300 kilometer dari London dengan harapan bahwa kotanya besar - ia akan mencapai suatu tempat! Tidak mungkin Newton bisa membayangkan bahwa pengalaman jenaka dan hukum gerak yang dia temukan akan menjadi dasar senjata yang diciptakan oleh kebencian binatang terhadap orang-orang, dan seluruh blok London akan berubah menjadi reruntuhan dan menjadi kuburan orang-orang yang ditangkap oleh penyergapan FAU terhadap orang buta.

Pesawat luar angkasa

Selama berabad-abad, orang menghargai impian terbang di ruang antarplanet, mengunjungi Bulan, Mars yang misterius, dan Venus yang mendung. Banyak novel fiksi ilmiah, cerita dan cerita pendek telah ditulis tentang topik ini. Penulis mengirim pahlawan mereka ke jarak setinggi langit dengan angsa terlatih, dalam balon, dalam cangkang meriam, atau dengan cara lain yang luar biasa. Namun, semua metode penerbangan ini didasarkan pada penemuan yang tidak didukung oleh sains. Orang-orang hanya percaya bahwa suatu hari mereka akan dapat meninggalkan planet kita, tetapi tidak tahu bagaimana mereka dapat melakukannya. Ilmuwan yang luar biasa Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky pada tahun 1903 untuk pertama kalinya memberikan dasar ilmiah untuk gagasan perjalanan luar angkasa... Dia membuktikan bahwa orang dapat meninggalkan dunia dan roket akan berfungsi sebagai kendaraan untuk ini, karena roket adalah satu-satunya mesin yang tidak memerlukan dukungan eksternal untuk pergerakannya. karena itu roket mampu terbang di angkasa tanpa udara.

Ilmuwan Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky - membuktikan bahwa orang dapat meninggalkan dunia dengan roket. Dalam hal strukturnya, pesawat luar angkasa harus mirip dengan roket, hanya di bagian kepalanya yang dapat memuat kabin untuk penumpang dan instrumen, dan sisa ruang akan ditempati oleh campuran bahan bakar dan mesin. Untuk mendapatkan kapal dengan kecepatan yang tepat, Anda membutuhkan bahan bakar yang tepat. Bubuk mesiu dan bahan peledak lainnya sama sekali tidak cocok: keduanya berbahaya dan terbakar terlalu cepat, tidak memberikan pergerakan jangka panjang. K. E. Tsiolkovsky merekomendasikan penggunaan bahan bakar cair: alkohol, bensin atau hidrogen cair, pembakaran dalam aliran oksigen murni atau zat pengoksidasi lainnya. Semua orang mengakui kebenaran nasihat ini, karena mereka tidak tahu bahan bakar terbaik. Roket pertama dengan bahan bakar cair, dengan berat enam belas kilogram, diuji di Jerman pada 10 April 1929. Roket berpengalaman lepas landas ke udara dan menghilang dari pandangan sebelum penemunya dan semua orang yang hadir dapat melacak ke mana ia terbang. Tidak mungkin menemukan roket setelah percobaan. Kali berikutnya, penemu memutuskan untuk "mengakali" roket tersebut dan mengikatnya dengan tali sepanjang empat kilometer. Roket itu melambung, mengikuti ekor tali. Dia menarik tali sepanjang dua kilometer, memotongnya dan mengikuti pendahulunya ke arah yang tidak diketahui. Dan buronan ini juga tidak ditemukan. Penerbangan roket pertama yang berhasil dengan bahan bakar cair terjadi di Uni Soviet pada 17 Agustus 1933. Roket itu terangkat, terbang pada jarak yang diinginkan dan mendarat dengan selamat. Semua penemuan dan penemuan ini didasarkan pada hukum Newton.

Gerak reaktif di alam ”.

Diselesaikan oleh siswa:

10 kelas "A"

Kaklyugina Ekaterina.

Penggerak jet - gerakan yang terjadi ketika beberapa bagian tubuh terpisah dari tubuh dengan kecepatan tertentu.

Banyak dari kita dalam hidup kita bertemu saat berenang di laut dengan ubur-ubur. Bagaimanapun, jumlah mereka cukup banyak di Laut Hitam. Tetapi hanya sedikit orang yang mengira ubur-ubur menggunakan penggerak jet untuk bergerak. Selain itu, begitulah cara larva capung dan beberapa spesies plankton laut bergerak. Dan seringkali efisiensi invertebrata laut yang menggunakan penggerak jet jauh lebih tinggi daripada yang ditemukan pada penemuan tekno.

Penggerak jet digunakan oleh banyak moluska - gurita, cumi-cumi, sotong. Misalnya, kerang kerang bergerak maju karena gaya reaktif aliran air yang keluar dari cangkang saat katupnya dikompresi dengan tajam.

Sotong, seperti kebanyakan cephalopoda, bergerak di air dengan cara berikut. Ini menarik air ke dalam rongga insang melalui celah lateral dan corong khusus di depan tubuh, dan kemudian dengan kuat membuang aliran air melalui corong. Sotong mengarahkan tabung corong ke samping atau belakang dan dengan cepat memeras air keluar, bisa bergerak ke arah yang berbeda.

Penggerak jet juga dapat ditemukan di dunia tumbuhan. Misalnya, buah yang matang dari "ketimun gila" dengan sedikit sentuhan akan memantul dari tangkainya, dan cairan lengket dengan biji-bijian terlempar keluar dari lubang dengan paksa. Pada saat yang sama, mentimun itu sendiri terbang ke arah berlawanan hingga 12 m.

Mengetahui hukum kekekalan momentum, Anda dapat mengubah kecepatan gerakan Anda sendiri di ruang terbuka. Jika anda berada di sebuah perahu dan memiliki beberapa batu yang berat, maka dengan melempar batu ke arah tertentu maka anda akan bergerak ke arah yang berlawanan. Hal yang sama akan terjadi di luar angkasa, tetapi di sana mereka menggunakan mesin jet untuk ini.

Semua orang tahu bahwa tembakan dari pistol disertai dengan recoil. Jika berat peluru sama dengan berat pistol, mereka akan terbang dengan kecepatan yang sama. Mundur terjadi karena massa gas yang ditolak menciptakan gaya reaktif, yang karenanya gerakan dapat disediakan baik di udara maupun di ruang tanpa udara. Dan semakin besar massa dan kecepatan gas yang keluar, semakin besar gaya mundur yang dirasakan bahu kita, semakin kuat reaksi pistol, semakin besar gaya reaktifnya.

Penerapan penggerak jet dalam teknologi.

Selama berabad-abad, umat manusia telah memimpikan perjalanan luar angkasa. Penulis fiksi ilmiah telah menawarkan berbagai cara untuk mencapai tujuan ini. Pada abad ke-17, kisah penulis Prancis Cyrano de Bergerac tentang penerbangan ke bulan muncul. Pahlawan dalam cerita ini sampai ke bulan dengan kereta besi, di mana dia terus-menerus melemparkan magnet yang kuat. Menarik ke arahnya, gerobak itu naik lebih tinggi dan lebih tinggi di atas bumi sampai mencapai bulan. Dan Baron Munchausen berkata bahwa dia naik ke bulan dengan sebatang kacang.

Pada akhir milenium pertama M, Cina menemukan penggerak jet, yang mendorong roket - tabung bambu berisi bubuk mesiu, mereka juga digunakan sebagai kesenangan. Salah satu proyek mobil pertama juga dengan mesin jet dan proyek ini milik Newton.

Penulis proyek pesawat jet pertama di dunia yang dirancang untuk penerbangan manusia adalah revolusioner Rusia N.I. Kibalchich. Dia dieksekusi pada 3 April 1881 karena berpartisipasi dalam upaya pembunuhan Kaisar Alexander II. Dia mengembangkan proyeknya di penjara setelah hukuman mati. Kibalchich menulis: “Saat di penjara, beberapa hari sebelum kematian saya, saya menulis proyek ini. Saya percaya pada kelayakan ide saya, dan keyakinan ini mendukung saya dalam situasi yang mengerikan ... Saya akan dengan tenang menghadapi kematian, mengetahui bahwa ide saya tidak akan binasa bersama saya. " Ide menggunakan roket untuk penerbangan luar angkasa diusulkan pada awal abad ini oleh ilmuwan Rusia Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Pada tahun 1903, sebuah artikel oleh guru gimnasium Kaluga K.E. Tsiolkovsky "Eksplorasi ruang dunia dengan perangkat jet". Karya ini berisi persamaan matematika terpenting untuk astronotika, yang sekarang dikenal sebagai "rumus Tsiolkovsky", yang menggambarkan gerakan benda bermassa variabel. Selanjutnya, ia mengembangkan skema untuk mesin roket berbahan bakar cair, mengusulkan desain roket bertingkat, dan mengungkapkan gagasan tentang kemungkinan menciptakan seluruh kota antariksa di orbit dekat bumi. Dia menunjukkan bahwa satu-satunya alat yang mampu mengatasi gravitasi adalah roket, mis. peralatan dengan mesin jet yang menggunakan bahan bakar dan pengoksidasi yang terletak di peralatan itu sendiri.

Gerak reaktif di alam dan teknologi merupakan fenomena yang sangat umum. Di alam, itu terjadi ketika satu bagian tubuh dipisahkan dari bagian lain dengan kecepatan tertentu. Dalam hal ini, gaya reaktif muncul tanpa interaksi organisme ini dengan benda luar.

Untuk memahami apa yang dipertaruhkan, yang terbaik adalah merujuk pada contoh. di alam dan teknologi sangat banyak. Pertama-tama kita akan berbicara tentang bagaimana hewan menggunakannya, dan kemudian bagaimana penerapannya dalam teknologi.

Ubur-ubur, larva capung, plankton dan moluska

Banyak, berenang di laut, bertemu ubur-ubur. Di Laut Hitam, setidaknya jumlah mereka cukup banyak. Namun, tidak semua orang mengira ubur-ubur bergerak hanya dengan bantuan tenaga penggerak jet. Larva capung, serta beberapa perwakilan plankton laut, menggunakan metode yang sama. Efisiensi hewan laut avertebrata yang memanfaatkannya seringkali jauh lebih tinggi daripada penemuan teknis.

Banyak moluska bergerak dengan cara yang menarik minat kita. Contohnya termasuk sotong, cumi-cumi, gurita. Secara khusus, kerang dapat bergerak maju menggunakan aliran air yang mengalir keluar dari cangkangnya saat cangkangnya dikompresi dengan tajam.

Dan ini hanyalah beberapa contoh dari kehidupan dunia hewan, yang dapat dikutip, mengungkapkan tema: "Gerak reaktif dalam kehidupan sehari-hari, alam dan teknologi."

Bagaimana sotong bergerak

Sotong juga sangat menarik dalam hal ini. Seperti banyak cumi lainnya, ia bergerak di air menggunakan mekanisme berikut. Melalui corong khusus yang terletak di depan tubuh, serta melalui celah lateral, sotong membawa air ke dalam rongga insangnya. Kemudian dia dengan kuat membuangnya melalui corong. Sotong mengarahkan tabung corong ke belakang atau ke samping. Dalam hal ini, pergerakan dapat dilakukan ke berbagai arah.

Cara yang digunakan salpa

Metode yang digunakan salpa juga membuat penasaran. Inilah nama hewan laut dengan tubuh transparan. Salpa menarik air saat bergerak, menggunakan bukaan depan. Air berakhir di rongga yang lebar, dan insang terletak di dalamnya secara diagonal. Lubangnya tertutup saat salpa menyesap air dalam waktu lama. Otot transversal dan longitudinalnya berkontraksi, seluruh tubuh hewan berkontraksi. Air didorong keluar melalui lubang belakang. Hewan itu bergerak maju karena reaksi pancaran yang mengalir.

Cumi-cumi - "torpedo hidup"

Kepentingan terbesar, mungkin, mesin jet yang dimiliki cumi-cumi. Hewan ini dianggap sebagai perwakilan invertebrata terbesar, yang hidup di kedalaman laut yang luar biasa. Dalam navigasi jet, cumi-cumi telah mencapai kesempurnaan yang nyata. Bahkan tubuh hewan ini menyerupai roket pada bentuk luarnya. Melainkan, roket ini menyalin cumi-cumi, karena dialah yang memiliki keunggulan yang tak terbantahkan dalam hal ini. Jika Anda perlu bergerak perlahan, hewan tersebut menggunakan sirip besar berbentuk berlian untuk ini, yang menekuk dari waktu ke waktu. Jika Anda membutuhkan lemparan cepat, mesin jet siap membantu.

Di semua sisi, tubuh moluska dikelilingi oleh mantel - jaringan otot. Hampir setengah dari seluruh volume tubuh hewan berada pada volume rongga tubuhnya. Cumi-cumi menggunakan rongga mantel untuk bergerak, menyedot air ke dalamnya. Kemudian dia dengan tajam membuang aliran air yang terkumpul melalui nosel sempit. Akibatnya, dia tersentak ke belakang dengan kecepatan tinggi. Pada saat yang sama, cumi-cumi melipat semua dari 10 tentakelnya menjadi simpul di atas kepalanya untuk mendapatkan bentuk yang ramping. Nosel memiliki katup khusus, dan otot hewan dapat memutarnya. Ini mengubah arah perjalanan.

Kecepatan gerakan yang mengesankan dari cumi-cumi

Saya harus mengatakan bahwa mesin cumi-cumi sangat ekonomis. Kecepatan yang mampu ia kembangkan bisa mencapai 60-70 km / jam. Beberapa peneliti bahkan percaya bahwa itu bisa mencapai 150 km / jam. Seperti yang Anda lihat, cumi-cumi disebut "torpedo hidup" karena suatu alasan. Itu dapat berputar ke arah yang diinginkan, menekuk ke bawah, ke atas, ke kiri atau ke kanan tentakel terlipat dalam satu bundel.

Bagaimana cumi-cumi mengontrol gerakan

Karena kemudi sangat besar dibandingkan dengan ukuran hewan itu sendiri, agar cumi-cumi mudah terhindar dari tabrakan dengan penghalang, bahkan bergerak dengan kecepatan maksimum, gerakan kemudi sedikit saja sudah cukup. Jika Anda memutarnya dengan tajam, hewan itu akan langsung bergegas ke arah yang berlawanan. Cumi-cumi membungkuk ke belakang ujung corong dan, sebagai hasilnya, kepalanya bisa meluncur lebih dulu. Jika ia menekuknya ke kanan, ia akan terlempar ke kiri dengan dorongan jet. Namun, saat Anda perlu berenang cepat, corong selalu tepat di antara tentakel. Dalam hal ini, hewan tersebut berlari dengan ekornya ke depan, seperti kepiting yang melarikan diri, jika ia memiliki kelincahan kuda.

Jika tidak perlu terburu-buru, sotong dan cumi-cumi berenang dengan siripnya bergelombang. Dari depan ke belakang, miniatur gelombang melanda mereka. Cumi-cumi dan sotong meluncur dengan anggun. Mereka hanya sesekali menyenggol diri dengan aliran air yang keluar dari bawah mantel mereka. Guncangan individu yang diterima moluska selama letusan semburan air terlihat jelas pada saat-saat seperti itu.

Cumi terbang

Beberapa cephalopoda mampu melaju hingga 55 km / jam. Tampaknya belum ada yang melakukan pengukuran langsung, tetapi kita dapat menamai angka tersebut berdasarkan jarak dan kecepatan terbang cumi-cumi terbang. Ternyata ada seperti itu. Cumi-cumi Stenoteutis adalah pilot terbaik dari semua kerang. Pelaut Inggris menyebutnya cumi terbang (flying squid). Hewan ini, foto yang disajikan di atas, berukuran kecil, seukuran ikan haring. Ia mengejar ikan dengan sangat cepat sehingga ia sering melompat keluar dari air, menyapu permukaannya seperti anak panah. Dia menggunakan trik ini jika dia dalam bahaya dari predator - makarel dan tuna. Setelah mengembangkan daya dorong jet maksimum di dalam air, cumi-cumi lepas landas ke udara dan kemudian terbang lebih dari 50 meter di atas ombak. Selama penerbangannya, saking tingginya sehingga cumi-cumi terbang sering jatuh di geladak kapal. Ketinggian 4-5 meter bukanlah rekor bagi mereka. Terkadang cumi-cumi terbang terbang lebih tinggi.

Rees, seorang peneliti kerang berkebangsaan Inggris, mendeskripsikan dalam artikel ilmiahnya seorang perwakilan dari hewan-hewan ini, yang tubuhnya hanya 16 cm, namun ia mampu terbang dengan jarak yang cukup jauh di udara, dan kemudian mendarat di jembatan kapal pesiar. Dan ketinggian jembatan ini hampir 7 meter!

Ada kalanya banyak cumi-cumi terbang menghantam kapal sekaligus. Trebius Niger, seorang penulis kuno, pernah menceritakan kisah sedih tentang sebuah kapal yang sepertinya tidak mampu menahan beban hewan laut tersebut dan tenggelam. Menariknya, cumi-cumi mampu lepas landas bahkan tanpa overclocking.

Gurita terbang

Gurita juga memiliki kemampuan terbang. Jean Verany, seorang naturalis Prancis, menyaksikan salah satu dari mereka melaju di dalam tangkinya dan kemudian tiba-tiba melompat keluar dari air. Hewan itu menggambarkan busur sekitar 5 meter di udara, dan kemudian menjatuhkan diri ke dalam akuarium. Gurita, yang mendapatkan kecepatan yang diperlukan untuk melompat, bergerak tidak hanya berkat dorongan jet. Dia juga mendayung dengan tentakelnya. Gurita itu gendut, jadi mereka berenang lebih buruk daripada cumi-cumi, tetapi pada saat-saat kritis hewan-hewan ini dapat memberi peluang bagi pelari terbaik. Pekerja California Aquarium ingin mengambil foto gurita yang menyerang kepiting. Namun, gurita, yang menyerbu mangsanya, mengembangkan kecepatan sedemikian rupa sehingga foto, bahkan saat menggunakan mode khusus, ternyata buram. Ini berarti lemparan itu hanya berlangsung sepersekian detik!

Namun, gurita biasanya berenang agak lambat. Ilmuwan Joseph Seinle, yang meneliti migrasi gurita, menemukan bahwa gurita, yang berukuran 0,5 m, berenang dengan kecepatan rata-rata sekitar 15 km / jam. Setiap aliran air yang dia buang keluar dari corong menggerakkan dia ke depan (lebih tepatnya, mundur, karena dia berenang mundur) di suatu tempat 2-2,5 m.

"Menyemprotkan mentimun"

Gerak reaktif di alam dan dalam teknologi dapat dipertimbangkan dan menggunakan contoh-contoh dari dunia tumbuhan untuk menggambarkannya. Salah satu yang paling terkenal adalah buah matang dari apa yang disebut Mereka memantul dari tangkai dengan sedikit sentuhan. Kemudian dari lubang yang dihasilkan, cairan lengket khusus dibuang dengan kekuatan besar, di mana benih berada. Mentimun itu sendiri terbang berlawanan arah dengan jarak hingga 12 m.

Hukum kekekalan momentum

Sangat penting untuk membicarakannya, mengingat propulsi jet di alam dan dalam teknologi. Pengetahuan memungkinkan kita untuk mengubah, khususnya, kecepatan gerak kita sendiri jika kita berada di ruang terbuka. Misalnya, Anda sedang duduk di perahu dan membawa beberapa batu. Jika Anda melemparkannya ke arah tertentu, perahu akan bergerak ke arah yang berlawanan. Hukum ini juga berlaku di luar angkasa. Namun, untuk tujuan ini mereka menggunakan

Contoh lain apa dari propulsi jet di alam dan teknologi yang dapat dicatat? Hukum kekekalan momentum diilustrasikan dengan sangat baik oleh contoh senjata api.

Seperti yang Anda ketahui, tembakan darinya selalu disertai dengan recoil. Katakanlah berat peluru itu sama dengan berat pistolnya. Dalam hal ini, mereka akan terbang terpisah dengan kecepatan yang sama. Mundur terjadi karena gaya reaktif dibuat, karena ada massa yang ditolak. Berkat gaya ini, gerakan disediakan baik di ruang tanpa udara maupun di udara. Semakin besar kecepatan dan massa gas yang keluar, semakin besar gaya mundur yang dirasakan bahu kita. Dengan demikian, gaya reaktif semakin tinggi, semakin kuat reaksi senjata.

Mimpi perjalanan luar angkasa

Tenaga penggerak jet di alam dan teknologi telah menjadi sumber gagasan baru bagi para ilmuwan selama bertahun-tahun. Selama berabad-abad, umat manusia telah memimpikan penerbangan luar angkasa. Penggunaan propulsi jet di alam dan teknologi, harus diasumsikan, tidak pernah habis dengan sendirinya.

Semuanya dimulai dengan mimpi. Penulis fiksi ilmiah beberapa abad yang lalu menawari kita berbagai cara untuk mencapai tujuan yang diinginkan ini. Pada abad ke-17, Cyrano de Bergerac, seorang penulis Prancis, membuat cerita tentang penerbangan ke bulan. Pahlawannya mencapai satelit bumi menggunakan gerobak besi. Dia terus-menerus melemparkan magnet yang kuat ke struktur ini. Kereta itu, karena tertarik padanya, naik semakin tinggi di atas bumi. Akhirnya dia mencapai bulan. Karakter terkenal lainnya, Baron Munchausen, memanjat batang kacang ke bulan.

Tentu saja, saat ini masih sedikit yang diketahui tentang bagaimana penggunaan propulsi jet di alam dan teknologi dapat membuat hidup lebih mudah. Tapi pelarian imajinasi tentu saja membuka cakrawala baru.

Menuju penemuan luar biasa

Di Cina pada akhir milenium pertama M. e. menemukan propulsi jet yang mendorong roket. Yang terakhir hanyalah pipa bambu yang diisi dengan bubuk mesiu. Roket ini diluncurkan untuk bersenang-senang. Mesin jet digunakan dalam salah satu desain mobil pertama. Ide ini milik Newton.

N.I. juga memikirkan tentang bagaimana tenaga penggerak jet di alam dan teknologi muncul. Kibalchich. Ini adalah seorang revolusioner Rusia, penulis proyek pertama pesawat jet, yang dirancang untuk menerbangkan seseorang di atasnya. Sang revolusioner, sayangnya, dieksekusi pada 3 April 1881. Kibalchich dituduh berpartisipasi dalam upaya pembunuhan Alexander II. Sudah di penjara, untuk mengantisipasi eksekusi hukuman mati, dia terus mempelajari fenomena menarik seperti jet propulsion di alam dan teknologi yang terjadi ketika bagian dari suatu benda dipisahkan. Sebagai hasil dari studi tersebut, ia mengembangkan proyeknya sendiri. Kibalchich menulis bahwa ide ini mendukung posisinya. Dia siap untuk menghadapi kematiannya dengan tenang, mengetahui bahwa penemuan penting seperti itu tidak akan binasa bersamanya.

Implementasi ide penerbangan luar angkasa

K.E. Tsiolkovsky terus mempelajari manifestasi propulsi jet di alam dan teknologi (fotonya disajikan di atas). Pada awal abad ke-20, ilmuwan hebat Rusia ini mengajukan gagasan penggunaan roket untuk penerbangan luar angkasa. Artikelnya tentang masalah ini muncul pada tahun 1903. Ini menyajikan persamaan matematika yang menjadi yang paling penting bagi astronotika. Ini dikenal di zaman kita sebagai "rumus Tsiolkovsky". Persamaan ini menggambarkan gerak benda dengan massa variabel. Dalam tulisannya nanti, dia mempresentasikan diagram mesin roket yang digerakkan oleh bahan bakar cair. Tsiolkovsky, mempelajari penggunaan propulsi jet di alam dan teknologi, mengembangkan desain roket multi-tahap. Dia juga memiliki gagasan tentang kemungkinan menciptakan seluruh kota luar angkasa di orbit rendah bumi. Ini adalah penemuan yang didapat ilmuwan saat mempelajari propulsi jet di alam dan teknologi. Roket, seperti yang ditunjukkan Tsiolkovsky, adalah satu-satunya kendaraan yang dapat mengatasi Roket, ia mendefinisikan sebagai mekanisme yang memiliki mesin jet yang menggunakan bahan bakar dan pengoksidasi di atasnya. Peralatan ini mengubah energi kimia dari bahan bakar, yang menjadi energi kinetik dari semburan gas. Roket itu sendiri mulai bergerak ke arah yang berlawanan.

Akhirnya, para ilmuwan, setelah mempelajari gerakan jet benda di alam dan teknologi, beralih ke praktik. Tugas ambisius untuk mewujudkan impian jangka panjang umat manusia terbentang di depan. Dan sekelompok ilmuwan Soviet yang dipimpin oleh Akademisi S. P. Korolev mengatasinya. Dia menerapkan ide Tsiolkovsky. Satelit buatan pertama planet kita diluncurkan di Uni Soviet pada 4 Oktober 1957. Roket memang digunakan.

Yu. A. Gagarin (gambar di atas) adalah orang yang merasa terhormat menjadi orang pertama yang terbang ke luar angkasa. Peristiwa penting bagi dunia ini berlangsung pada 12 April 1961. Gagarin mengelilingi seluruh dunia dengan kapal satelit Vostok. Uni Soviet adalah negara bagian pertama yang roketnya mencapai Bulan, terbang mengelilinginya dan memotret sisi yang tidak terlihat dari Bumi. Selain itu, Rusia-lah yang mengunjungi Venus untuk pertama kalinya. Mereka membawa instrumen ilmiah ke permukaan planet ini. Astronot Amerika Neil Armstrong adalah orang pertama yang mengunjungi permukaan bulan. Dia mendarat di atasnya pada 20 Juli 1969. Pada tahun 1986, "Vega-1" dan "Vega-2" (kapal milik Uni Soviet) memeriksa komet Halley dari jarak dekat, yang mendekati Matahari hanya sekali setiap 76 tahun. Eksplorasi ruang angkasa terus berlanjut ...

Seperti yang Anda lihat, fisika adalah ilmu yang sangat penting dan berguna. Gerak reaktif di alam dan teknologi hanyalah salah satu pertanyaan menarik yang dibahas di dalamnya. Dan prestasi ilmu ini sangat-sangat signifikan.

Bagaimana propulsi jet digunakan saat ini di alam dan teknologi

Penemuan yang sangat penting telah dibuat dalam fisika selama beberapa abad terakhir. Meskipun alam sebagian besar tidak berubah, teknologi berkembang dengan sangat pesat. Di zaman kita, prinsip penggerak jet banyak digunakan tidak hanya oleh berbagai hewan dan tumbuhan, tetapi juga dalam astronotika dan penerbangan. Di luar angkasa, tidak ada media yang dapat digunakan benda untuk berinteraksi guna mengubah modulus dan arah kecepatannya. Itulah mengapa hanya roket yang dapat digunakan untuk penerbangan di luar angkasa tanpa udara.

Saat ini, propulsi jet secara aktif digunakan dalam kehidupan sehari-hari, alam, dan teknologi. Ini bukan lagi misteri seperti dulu. Namun, umat manusia seharusnya tidak berhenti sampai di situ. Cakrawala baru ada di depan. Saya ingin percaya bahwa pergerakan jet di alam dan teknologi, yang dijelaskan secara singkat dalam artikel, akan menginspirasi seseorang untuk menemukan penemuan baru.

Gerakan reaktif di alam dan teknologi

ABSTRAK DALAM FISIKA

Penggerak jet - gerakan yang terjadi ketika beberapa bagian tubuh terpisah dari tubuh dengan kecepatan tertentu.

Gaya reaktif muncul tanpa interaksi dengan benda luar.

Penggunaan propulsi jet di alam

Banyak dari kita dalam hidup kita bertemu dengan ubur-ubur saat berenang di laut. Bagaimanapun, jumlah mereka cukup banyak di Laut Hitam. Tetapi hanya sedikit orang yang mengira ubur-ubur menggunakan penggerak jet untuk bergerak. Selain itu, larva capung dan beberapa spesies plankton laut bergerak dengan cara ini. Dan seringkali efisiensi invertebrata laut saat menggunakan penggerak jet jauh lebih tinggi daripada penemuan teknologi.

Gurita

Sotong

Salpa adalah hewan laut dengan tubuh transparan, ketika bergerak menerima air melalui bukaan depan, dan air masuk ke rongga yang lebar, di dalamnya insang direntangkan secara diagonal. Begitu hewan itu menyesap air dalam waktu lama, lubangnya akan menutup. Kemudian otot longitudinal dan transversal dari salpa berkontraksi, seluruh tubuh berkontraksi, dan air didorong keluar melalui bukaan posterior. Reaksi jet yang mengalir mendorong salpa ke depan.

Yang paling menarik adalah mesin jet cumi-cumi. Cumi-cumi adalah hewan invertebrata terbesar di kedalaman laut. Cumi-cumi telah mencapai kesempurnaan tertinggi dalam navigasi jet. Tubuh mereka bahkan menyalin roket dengan bentuk luarnya (atau, lebih baik dikatakan, roket meniru cumi-cumi, karena ia memiliki prioritas yang tak terbantahkan dalam hal ini). Saat bergerak perlahan, cumi-cumi menggunakan sirip besar berbentuk berlian yang menekuk secara berkala. Dia menggunakan mesin jet untuk lemparan cepat. Jaringan otot - mantel mengelilingi tubuh moluska dari semua sisi, volume rongga hampir setengah volume tubuh cumi-cumi. Hewan itu menghisap air ke dalam rongga mantel, dan kemudian secara tiba-tiba membuang aliran air melalui nosel yang sempit dan menyentak kembali dengan kecepatan tinggi. Dalam hal ini, kesepuluh tentakel cumi-cumi berkumpul menjadi simpul di atas kepala, dan memperoleh bentuk yang ramping. Nosel dilengkapi dengan katup khusus, dan otot dapat memutarnya, mengubah arah gerakan. Mesin squid sangat irit, mampu melaju hingga 60 - 70 km / jam. (Beberapa peneliti percaya bahkan sampai 150 km / jam!) Pantas saja cumi-cumi disebut "torpedo hidup". Membengkokkan tentakel yang terlipat menjadi satu bundel ke kanan, kiri, atas atau bawah, cumi-cumi berputar ke satu arah atau yang lain. Karena kemudi seperti itu sangat besar dibandingkan dengan hewan itu sendiri, gerakan kecilnya sudah cukup bagi cumi-cumi, bahkan dengan kecepatan penuh, untuk dengan mudah menghindari tabrakan dengan rintangan. Belokan tajam roda kemudi - dan perenang itu bergegas ke arah yang berlawanan. Jadi dia membengkokkan ujung corong ke belakang dan sekarang menggeser kepalanya dulu. Dia membengkokkannya ke kanan - dan jet dorong melemparkannya ke kiri. Tetapi ketika Anda perlu berenang cepat, corong selalu mencuat tepat di antara tentakel, dan cumi-cumi bergegas maju dengan ekornya, seperti kepiting yang berlari - pelari yang diberkahi dengan kelincahan seekor kuda.

Jika tidak perlu terburu-buru, cumi-cumi dan sotong berenang, bergelombang dengan sirip - gelombang miniatur mengalir di sepanjang mereka dari depan ke belakang, dan hewan itu meluncur dengan anggun, sesekali mendorong dirinya sendiri juga dengan aliran air yang dibuang dari bawah mantel. Kemudian guncangan individu yang diterima moluska pada saat letusan jet air terlihat jelas. Beberapa cephalopoda dapat mencapai kecepatan hingga lima puluh lima kilometer per jam. Tampaknya belum ada yang melakukan pengukuran langsung, tetapi hal ini dapat dinilai dari kecepatan dan jangkauan cumi-cumi terbang. Dan ternyata, ada bakat di kerabat gurita! Pilot moluska terbaik adalah cumi stenoteutis. Pelaut Inggris menyebutnya - cumi terbang ("cumi terbang"). Ini adalah hewan kecil seukuran ikan haring. Dia mengejar ikan dengan sangat cepat sehingga dia sering melompat keluar dari air, menyapu permukaannya seperti anak panah. Dia menggunakan trik ini dan menyelamatkan hidupnya dari predator - tuna dan mackerel. Setelah mengembangkan daya dorong jet maksimum di dalam air, cumi-cumi pilot lepas landas ke udara dan terbang di atas gelombang lebih dari lima puluh meter. Puncak penerbangan roket hidup terletak begitu tinggi di atas air sehingga cumi-cumi terbang sering mendarat di geladak kapal yang melaju di lautan. Empat hingga lima meter bukanlah rekor ketinggian cumi-cumi naik ke langit. Terkadang mereka terbang lebih tinggi.

Peneliti kerang Inggris Dr. Rees menjelaskan dalam artikel ilmiahnya seekor cumi-cumi (panjangnya hanya 16 sentimeter), yang, setelah terbang cukup jauh di udara, jatuh di jembatan kapal pesiar, yang hampir tujuh meter di atas air.

Kebetulan banyak cumi-cumi terbang jatuh di kapal dalam kaskade yang berkilauan. Penulis kuno Trebius Niger pernah menceritakan kisah sedih tentang sebuah kapal yang bahkan tenggelam di bawah beban cumi-cumi terbang yang jatuh di geladaknya. Cumi-cumi bisa lepas landas tanpa percepatan.

Gurita juga bisa terbang. Naturalis Prancis Jean Verany melihat gurita biasa melaju kencang di akuarium dan tiba-tiba melompat mundur dari air. Setelah menggambarkan busur sepanjang lima meter di udara, dia menjatuhkan diri kembali ke akuarium. Mengumpulkan kecepatan untuk melompat, gurita itu bergerak tidak hanya karena dorongan jet, tetapi juga mendayung dengan tentakel.
Gurita gendut tentu saja berenang lebih buruk daripada cumi-cumi, tetapi pada saat-saat kritis mereka dapat menunjukkan rekor kelas pelari terbaik. Staf di California Aquarium mencoba memotret gurita yang menyerang kepiting. Gurita itu bergegas menuju mangsanya dengan sangat cepat sehingga selalu ada pelumas pada film, bahkan saat mengambil gambar dengan kecepatan tertinggi. Jadi lemparan itu berlangsung seperseratus detik! Biasanya, gurita berenang relatif lambat. Joseph Seinle, yang mempelajari migrasi gurita, menghitung bahwa gurita berukuran setengah meter mengapung di laut dengan kecepatan rata-rata sekitar lima belas kilometer per jam. Setiap aliran air yang dikeluarkan dari corong mendorongnya ke depan (atau lebih tepatnya, ke belakang, karena gurita berenang mundur) dua hingga dua setengah meter.

Penerapan penggerak jet dalam teknologi

Ide menggunakan roket untuk penerbangan luar angkasa diusulkan pada awal abad ini oleh ilmuwan Rusia Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. Pada tahun 1903, sebuah artikel oleh guru gimnasium Kaluga K.E. Tsiolkovsky "Eksplorasi ruang dunia dengan perangkat jet". Karya ini berisi persamaan matematika terpenting untuk astronotika, yang sekarang dikenal sebagai "rumus Tsiolkovsky", yang menggambarkan gerakan benda bermassa variabel. Di masa depan, ia mengembangkan skema untuk mesin roket berbahan bakar cair, mengusulkan desain roket bertingkat, dan mengungkapkan gagasan tentang kemungkinan menciptakan seluruh kota antariksa di orbit dekat bumi. Dia menunjukkan bahwa satu-satunya alat yang mampu mengatasi gravitasi adalah roket, mis. peralatan dengan mesin jet yang menggunakan bahan bakar dan pengoksidasi yang terletak di peralatan itu sendiri.

Bagi banyak orang, konsep "propulsi jet" sangat terkait dengan pencapaian sains dan teknologi modern, terutama fisika, dan gambar pesawat jet atau bahkan pesawat ruang angkasa yang terbang dengan kecepatan supersonik menggunakan mesin jet terkenal muncul di kepala mereka. Faktanya, fenomena penggerak jet jauh lebih tua dari manusia itu sendiri, karena itu muncul jauh sebelum kita manusia. Ya, propulsi jet secara aktif diwakili di alam: ubur-ubur dan sotong telah berenang di kedalaman laut selama jutaan tahun dengan prinsip yang sama dengan yang digunakan pesawat jet supersonik modern saat ini.

Sejarah propulsi jet

Sejak zaman kuno, berbagai ilmuwan telah mengamati fenomena penggerak jet di alam, sehingga ahli matematika dan mekanik Yunani kuno Heron menulis tentang dia lebih awal daripada orang lain, namun, dia tidak pernah melampaui teori.

Jika kita berbicara tentang aplikasi praktis propulsi jet, yang pertama di sini adalah orang Cina inventif. Sekitar abad ke-13, mereka menduga akan meminjam prinsip pergerakan gurita dan sotong saat menemukan rudal pertama, yang mulai mereka gunakan baik untuk kembang api maupun untuk operasi militer (sebagai senjata tempur dan sinyal). Beberapa saat kemudian, penemuan orang Cina yang berguna ini diadopsi oleh orang Arab, dan dari mereka sudah diadopsi oleh orang Eropa.

Tentu saja, rudal roket konvensional pertama memiliki desain yang relatif primitif dan selama beberapa abad praktis tidak berkembang sama sekali, tampaknya sejarah perkembangan penggerak jet telah berhenti. Terobosan dalam hal ini baru terjadi pada abad ke-19.

Siapa yang Menemukan Propulsi Jet?

Mungkin, kemenangan penemu propulsi jet di "waktu baru" dapat diberikan kepada Nikolai Kibalchich, tidak hanya seorang penemu Rusia berbakat, tetapi juga seorang revolusioner Narodnaya Volya. Dia menciptakan proyek mesin jet dan pesawat terbang untuk orang-orang sambil duduk di penjara tsar. Belakangan, Kibalchich dieksekusi karena aktivitas revolusionernya, dan proyeknya tetap berdebu di rak-rak arsip polisi rahasia tsar.

Belakangan, karya Kibalchich ke arah ini ditemukan dan dilengkapi dengan karya ilmuwan berbakat lain K.E. Tsiolkovsky. Dari tahun 1903 hingga 1914 ia menerbitkan sejumlah karya di mana ia secara meyakinkan membuktikan kemungkinan menggunakan propulsi jet dalam pembuatan pesawat ruang angkasa untuk studi luar angkasa. Dia juga membentuk prinsip menggunakan rudal multistage. Sampai hari ini, banyak ide Tsiolkovsky digunakan dalam peroketan.

Contoh propulsi jet di alam

Tentunya saat berenang di laut, Anda melihat ubur-ubur, tetapi Anda hampir tidak mengira bahwa makhluk menakjubkan (dan, terlebih lagi, lambat) ini bergerak tepat dengan bantuan tenaga penggerak jet. Yakni, dengan mengurangi kubah transparannya, mereka memeras air, yang berfungsi sebagai semacam "mesin jet" bagi ubur-ubur.

Sotong juga memiliki mekanisme gerakan yang serupa - melalui corong khusus di depan tubuh dan melalui celah samping, sotong menarik air ke dalam rongga insangnya, kemudian dengan kuat membuangnya keluar melalui corong, diarahkan ke belakang atau ke samping (tergantung arah gerakan sotong yang diinginkan).

Tetapi mesin jet paling menarik yang diciptakan oleh alam ditemukan pada cumi-cumi, yang secara tepat dapat disebut "torpedo hidup". Bagaimanapun, bahkan tubuh hewan-hewan ini menyerupai roket dalam bentuknya, meskipun sebenarnya semuanya justru sebaliknya - roket ini dengan desainnya meniru tubuh cumi-cumi.

Jika cumi-cumi perlu melakukan lemparan cepat, ia menggunakan mesin jet alaminya. Tubuhnya dikelilingi oleh mantel, jaringan otot khusus, dan setengah dari volume seluruh cumi-cumi jatuh ke rongga mantel, tempat ia menghisap air. Kemudian dia tiba-tiba membuang aliran air yang terkumpul melalui nosel sempit, sambil melipat kesepuluh tentakelnya di atas kepalanya sedemikian rupa untuk mendapatkan bentuk yang ramping. Berkat navigasi jet yang begitu canggih, cumi-cumi dapat mencapai kecepatan 60-70 km per jam yang mengesankan.

Di antara para pemilik mesin jet, ada tumbuhan di alam yang disebut "ketimun gila". Saat buahnya matang, sebagai respons terhadap sentuhan paling ringan, ia mengeluarkan gluten dengan biji

Hukum propulsi jet

Cumi-cumi, "ketimun gila", ubur-ubur dan sotong lainnya telah menggunakan penggerak jet sejak zaman kuno, tanpa memikirkan esensi fisiknya, tetapi kami akan mencoba mencari tahu apa inti dari penggerak jet, jenis gerakan apa yang disebut reaktif, dan memberikan definisi.

Pertama-tama, Anda dapat menggunakan eksperimen sederhana - jika Anda mengembang balon biasa dengan udara dan, tanpa mengikatnya, membiarkannya terbang, balon itu akan terbang dengan cepat hingga kehabisan udara. Fenomena ini dijelaskan oleh hukum ketiga Newton, yang mengatakan bahwa dua benda berinteraksi dengan gaya yang besarnya sama dan berlawanan arah.

Artinya, gaya tumbukan bola pada aliran udara yang keluar darinya sama dengan gaya yang digunakan udara untuk mendorong bola menjauh dari dirinya. Prinsipnya mirip dengan bola, dan roket, yang dengan kecepatan tinggi membuang sebagian massanya, sambil menerima percepatan yang kuat ke arah yang berlawanan.

Hukum kekekalan momentum dan tenaga penggerak jet

Fisika menjelaskan proses propulsi jet. Impuls adalah produk massa dan kecepatan tubuh (mv). Saat roket diam, momentum dan kecepatannya nol. Ketika aliran jet mulai dikeluarkan darinya, sisanya, menurut hukum kekekalan momentum, harus memperoleh kecepatan sedemikian rupa sehingga momentum total akan tetap sama dengan nol.

Formula Penggerak Jet

Secara umum penggerak jet dapat dijelaskan dengan rumus sebagai berikut:
m s v s + m p v p \u003d 0
m s v s \u003d -m p v p

dimana m s v s adalah impuls yang dibuat oleh jet gas, m p v p adalah impuls yang diterima oleh roket.

Tanda minus menunjukkan bahwa arah gerak roket dan gaya gerak jet jet tersebut berlawanan.

Propulsi jet dalam teknologi - prinsip pengoperasian mesin jet

Dalam teknologi modern, penggerak jet memainkan peran yang sangat penting, karena mesin jet menggerakkan pesawat dan pesawat ruang angkasa. Desain sebenarnya dari mesin jet mungkin berbeda tergantung pada ukuran dan tujuannya. Tapi dengan satu atau lain cara, masing-masing memiliki

pasokan bahan bakar,
ruang untuk pembakaran bahan bakar,
nozzle, tugasnya adalah mempercepat aliran jet.

Seperti inilah rupa mesin jet.