“Повітроплавання” проект з фізики розповість про горизонтальне і вертикальне переміщення в атмосфері планети на легких літальних апаратах. Також інформація про повітроплавання допоможе дізнатися цікаві факти.
“Повітроплавання” історія виникнення
У повітрі на всі тіла діє виштовхуюча або архімедова сила. Щоб її знайти, необхідно щільність повітря (ρ пов) помножити на прискорення вільного падіння (g = 9,8 Н / кг) і об’єм тіла (V), яке знаходиться в повітрі. У фізиці дана формула виглядає наступним чином: FA = ρпов* g * V.
Якщо отримана сила буде більше діючої на тіло сили тяжіння – тіло злетить. У цьому вся суть повітроплавання.
Повітроплавання – це горизонтальне і вертикальне переміщення в атмосфері Землі на літальних апаратах. У повітроплаванні застосовуються аеростати. Вони бувають некеровані, керовані і прив’язні літальні апарати. Некеровані аеростати мають форму кулі, характеризуються вільним польотом. Інша назва – повітряні кулі. Керовані аеростати мають повітряні гвинти, двигун і називаються дирижаблями. Прив’язні апарати з’єднані тросом з землею і не дозволяють здійснювати горизонтальні перельоти. Для того щоб аеростат міг підніматися вгору, його наповнюють газом з щільністю меншою, ніж у повітря (гелій, водень, нагріте повітря).
Вперше піднятися в повітря на наповненій димом великій кулі змогли в 1731 році. Але цей політ був невдалим.
Тільки через 52 роки була побудована перша повітряна куля у Франції братами Е. і Ж. Монгольф’є. Вона стала застосовуватися для повітроплавання. Її наповнювали гарячим повітрям. Коли брати Монгольф’є переконалися, що їх куля може літати, то в кошик посадили півня, качку і вівцю. По суті, дані тварини і були першими повітроплавцями. Люди в перший 25-хвилинний політ вирушили восени 1783 року. Ними були д’Арланд і Пілат де Розьє.
Щоб визначить, яку вагу може підняти повітряна куля, необхідно знати про її підйомну силу. Вона дорівнює різниці між діючою силою тяжіння на кулю і архімедовою силою. Фізична формула виглядає так: F = FA – FТ. Чим щільність газу заповнює кулю менше, тим менше сила тяжіння, що діє на нього, і тим більше виникає підйомна сила.
Коли нагрівається повітря до 100 ° С, то щільність його зменшується в 1,37 рази. Підйомна сила наповненої теплим повітрям кулі невелика. Це помітив вчений Ж. Шарль, який запропонував наповнювати апарат воднем, адже його щільність в 14 разів менше, ніж щільність повітря.
Вперше політ на наповненій воднем повітряній кулі здійснився в 1783 році в перший зимовий день. У повітрі куля була 2,5 години на висоті 3400 м. В Росії перші польоти стали здійснюватися в 1803 році. Спочатку такі польоти носили розважальний характер. Але поступово аеростати стали застосовувати з науковою метою для вивчення атмосфери і метеорологічних досліджень, для розвідки і бомбардування або як транспортний засіб. У 1929 році дирижабль «Граф Цепелліна» з Німеччини здійснив кругосвітній переліт з проміжними трьома посадками. Протяжність перельоту становила 35 тис. км за 21 день.
Зі збільшенням висоти зменшується щільність повітря. Тому, архімедова сила, що діє зменшується. Як тільки вона за показниками порівнюється з силою тяжіння, аеростат припиняє набирати висоту. Для цього з кулі скидають спеціальний баласт. Таким чином, сила тяжіння стає менше і виштовхувальна сила знову переважає. Щоб спуститься на землю, потрібно відкрити спеціальний клапан, який випускає частину газу. Також на повітряних кулях можна літати в стратосферу, що важливо.
На сьогоднішній день аеростати використовуються не тільки на Землі. Їх доставляють на міжпланетні станції для передачі цінної інформації вченим.
Сподіваємося, що повідомлення про повітроплавання допомогло Вам підготуватися до заняття. А розповідь про повітроплавання Ви можете доповнити через форму коментарів нижче.
