Воздухоплавание Уроки физики в 7 классе Сарахман Ирина Дмитриевна, учитель физики МБОУ СОШ 8 г. Моздока РСО - Алания

Что должны узнать ? 1. Для чего воздушные шары наполняют тёплым воздухом, водородом или гелием? 2. Почему по мере подъёма шара уменьшается выталкивающая сила? 3. Как регулировать высоту подъёма шара? 4. Как вычислить, какой груз может поднять шар? 5. Где применяют воздушные шары?

АЭРОСТАТ (от греч. аир – воздух, стато – стоящий) - воздушный шар - летательный аппарат легче воздуха, использующий для полёта подъёмную силу заключённого в оболочке газа (или нагретого воздуха) с плотностью меньшей, чем плотность окружающего воздуха Различают привязные, свободнолетящие и аиростаты с двигателем дирижабли. По типу наполнения аиростаты делятся на: - газовые шарльеры, - тепловые монгольфьеры, - комбинированные (газовые и тепловые одновременно) розьеры.

Устройство аиростата 1 – оболочка из плотной ткани, не пропускающей лёгкий газ» 2 – клапан для стравливания воздуха (газа); 3 – корзина (гондола); 4 – балласт (мешки с песком или любой другой груз).

Почему аиростаты летают? Для того, чтобы шар поднялся в воздух, необходимо, чтобы выполнялось условие: F арх > F тяж Для этого шар наполняют газом, плотность которого меньше плотности воздуха. F арх При подъёме вверх F арх уменьшается, т.к. чем выше, тем меньше плотность воздуха. Чтобы подняться выше, сбрасывают груз - балласт, уменьшая вес шара.

Какой груз может поднять аиростат? Подъемная сила воздушного шара - Подъемная сила воздушного шара - разность между силой Архимеда и силой тяжести, действующей на шар с газом. Подъемная сила газа - Подъемная сила газа - разность между весом 1 м 3 воздуха и весом такого же объема газа называется подъемной силой 1 м 3 газа.

Монгольфьер Монгольфьер (фр. Montgolfière) аиростат с оболочкой, наполненной горячим воздухом. Название получил по фамилии изобретателей братьев Монгольфье Жозеф-Мишеля и Жак-Этьенна. Первый полет совершил 5 июня 1783 года в городе Аннонэ (Annonay, Франция)

Первый полёт монгольфьера с экипажем 21 ноября 1783 года

Назван по имени французского учёного изобретателя Жака Александра Сезара Шарля. Аэростат объёмом 25 м³ совершил свой первый полёт 27 августа 1783 года при стечении 300 тыс. зрителей на Марсовом поле в Париже. Первый полёт «шарльера» с экипажем (Шарль, Жак Александр Сезар и М. Н. Робер) состоялся 1 декабря 1783 года в Париже. Шарльер Шарльер (фр. charlière) аиростат, наполненный водородом, гелием или другим газом легче воздуха. Французский профессор физики Жак Шарль считал, что дымный воздух это не лучшее решение, ведь горячий воздух, остывая, теряет подъемную силу, чего нельзя сказать о водороде, так как он изначально легче воздуха. Жак Шарль использовал лёгкую шелковую ткань, смоченную раствором каучука в скипидаре, в качестве оболочки, способной длительное время держать летучий газ. Жак Алекса́ндр Сеза́р Шарль 1820.

Стратостат Стратостат (стратосферный аиростат) свободный аиростат, предназначенный для полётов в стратосферу, то есть на высоту более 11 км. Стратостаты, предназначенные для подъёма только до нижних слоёв стратосферы, называются субстратостатами

Дирижабль – Дирижабль – (от фр. dirigeable управляемый) аиростат с двигателем - аиростат с двигателем (обычно с двигателем внутреннего сгорания или электрическим) и системой управления ориентацией (рули управления), благодаря которой дирижабль сможет двигаться в любом направлении независимо от направления воздушных потоков. Изобретателем дирижабля считается Жан Батист Мари Шарль Мёнье. Дирижабль конструкции Анри Жиффара с паровым двигателем более чем пол века спустя, совершил первый полёт только 24 сентября 1852 г. Как вы думаете, почему дирижабль полетел 1-й раз только чем через 50 лет после изобретения?

Детский воздушный шарик Первые шары были сделаны из животного мочевого пузыря (свиней). Современные воздушные шары появились на свет в 1824 году. Они были изобретены английским ученым Майклом Фарадеем во время его экспериментов с водородом (который позже стали заменять гелием). Ученый изучил эластические свойства каучука – и соорудил из этого материала две «лепешки». Для того, чтобы «лепешки» не слипались, Фарадей обработал их внутренние стороны мукой. И после этого пальцами склеил их необработанные, оставшиеся липкими края. В итоге получилось нечто вроде мешочка, который можно было использовать для опытов с водородом. Лет через 80 после этого научный мешочек для водорода превратился в популярную забаву: каучуковые шары широко использовалась в Европе во время городских праздников. За счет наполнявшего их газа они могли подниматься вверх – и это очень нравилось публике, еще не избалованной ни воздушными полетами, ни другими чудесами техники. В 1931 году Нейлом Тайлотсоном был выпущен первый современный, латексный воздушный шарик (полимер латекс получают из водных дисперсий каучуков). И с тех пор воздушные шарики наконец-то смогли измениться! До этого они могли быть только круглыми, а с приходом латекса впервые появилась возможность создавать длинные, узкие шарики.

Аэростаты впервые позволили человеку подняться в воздух, а позднее и достичь стратосферы. В России одним из организаторов полётов на аиростатах для научных исследований атмосферы был А. М. Кованько. Одна из основных областей применения подъём на необходимую высоту систем видеонаблюдения, получения метеорологических данных, связи. Применение аиростатов

Во время Второй мировой войны аиростаты широко применялись для защиты городов, промышленных районов, военно-морских баз и других объектов от нападения с воздуха. Применение аиростатов Действие аиростатов заграждения было рассчитано на повреждение самолётов при столкновении с тросами, оболочками или подвешиваемыми на тросах зарядами взрывчатого вещества. Наличие в системе ПВО аиростатов заграждения вынуждало самолеты противника летать на больших высотах и затрудняло прицельное бомбометание с пикирования. Кроме использования в системе ПВО привязные аиростаты применялись для наблюдения за полем боя, корректировки артиллерийского огня и разведки.

Реши задачу: Детский шарик объёмом 0,06 м 3 наполнен водородом. Масса шарика 5 г. Поднимет ли этот шарик мишку массой 145 г? Плотность водорода 0,089 кг/м 3, воздуха 1,293 кг/м 3. Ответ Ответ : нет, мишке надо очень «похудеть», чтобы подняться на таком шарике

Реши задачу: Подъёмная сила аиростата, наполненного водородом равна 10 5 Н. Чему равен объём шара? Масса оболочки и гондолы равна 3000 кг. Плотность водорода 0,089 кг/м 3, воздуха 1,293 кг/м 3. Ответ: V шара = 5932 м 3

Реши задачу: 50 шаров наполнены гелием. Какой массы подарок можно привязать к этим шарам? Объём одного шарика 0,05 м 3, масса его оболочки 20 г. Плотность воздуха 1,293 кг/м 3, гелия 0, 1785 кг/м 3. Ответ: Ответ: масса подарка не более 3, 123 кг

Спасибо за работу на уроке !!! Домашнее задание По учебнику: § 52; упр.27 упр.27