Tudta-e?
Miért szúrósak a kaktuszok? Leveleik szúrós tövisekké alakultak, mert ez kedvezõbb a száraz területeken élõ növények számára. Így kisebb felületrõl kevesebb nedvességet kell elpárologtatniuk, ez pedig a sivatagban, ahol forrón tűz a nap, és ritkán esik az esõ fontos számukra.

10. szám - 2007. augusztus 6.

Fizikai kísérletek egy tanári szemináriumon

Indul a rakéta!

A rakétamozgást modellezni lehet nagynyomású gáz kiáramlásával, ebben az esetben egy műanyag flakon felröppenését cseppfolyós nitrogén segítségével.
MUHI Béla | a szerző cikkei

A feljegyzések szerint az első rakétákat az ókori Kínában készítették i. e. 300-ban. A magasba röppenő apró eszközöket tűzijátékokra használták. Európában a 12. században jelentek meg a rakétamozgás elvén működő fegyverek.

Konsztantyin Eduardovics Ciolkovszkij lengyel származású orosz tudós A Világűr kutatása sugárhajtású eszközökkel című, 1903-ban megjelent művében elsőként határozta meg a rakétamozgás alapegyenletét. A híres Ciolkovszkij-képletből kitűnik, hogy a tolóerő egyenesen arányos a rakéta tömegváltozásának gyorsaságával, és a kiáramló gázok sebességével. Levezette a rakéta mozgástörvényeit, rámutatott a szökési sebesség lényegére, és felvázolta a rakéta űrhajózási célokra való felhasználási lehetőségeit. Az elsők között jött rá arra, hogy a világűrben való mozgásra a legalkalmasabb a hatás-ellenhatás elvén folyékony üzemanyaggal működő rakéta.

Robert Goddard amerikai tudós 1914-ben két szabadalmat jegyeztetett be. Az egyik a többfokozatú rakéta, a másik pedig a folyékony hajtóanyaggal működő rakéta szabadalma volt. A világ első folyékony hajtóanyagú rakétája csővázas szerkezet volt. 1926. március 16-án indult útjára Goddard nagynénjének farmján. A kísérlet nagyszerűen sikerült, ám nem járt világraszóló eredménnyel. A repülőszerkezet mindössze 15 métert tett meg 2,5 másodperces repülése során, majd a földre zuhant. Minden esetre sikerült bebizonyítani, hogy folyékony hajtóanyaggal lehet rakétát működtetni.

A rakétafejlesztéshez hozzájárult az erdélyi születésű Hermann Oberth is. Rakétákról írt könyvei nagy hatással voltak a későbbi kutatókra, tervezőmérnökökre. Tanítványa, majd későbbi munkatársa volt Wernher von Braun, akivel 1929-től együtt dolgozott, és aki a II. világháború idején megszerkesztette a V–2 elnevezésű rakétát. Ez a rakéta volt a mostani interkontinentális ballisztikus rakéták, valamint a hordozórakéták őse. Az űrkutatás legendás úttörői, a Ciolkovszkij-Goddard-Oberth tudóstársaság harmadik tagja megérte azt, hogy álmaik valóra válnak, és az ember rakétával kijut a világűrbe.

Amikor az iskolában a diákoknak el akarjuk magyarázni a rakétamozgás alapelveit, legegyszerűbb, ha egy felfújt léggömböt szabad nyílással elengedünk. A levegő egyik irányban nagy sebességgel áramlik kifelé, ellenhatásként viszont a léggömb a másik irányban indul el, és cikázva száguldozik, amíg van benne „üzemanyag”, azaz nagy nyomású levegő. Ez csak modell, a valódi rakétáknál alapvető meghatározás, hogy a mozgatásához szükséges tolóerőt az égési gázok kilövellésével állítják elő.

A nemrég Újvidéken lezajlott Apáczai Nyári Akadémián (2007. júl. 12-én) Härtlein Károly, a Budapesti Műszaki Egyetem Fizikai Intézetének munkatársa cseppfolyós nitrogénnel „működő rakéta” kilövését mutatta be. A rakétamodell valójában egy műanyag flakon volt, melybe cseppfolyós nitrogént öntött. Tudni kell, hogy a nitrogén mínusz 195,8 °C-on cseppfolyósodik, áttetsző, vízhez hasonló kinézetű folyadék. Különleges szigetelt edényben lehet tárolni, illetve szállítani. Hozott anyagról van itt is szó, mely a flakonba öntve hevesen párologni, majd forrni kezdett. A kezdetben lezárt flakonban hatalmas nyomás alakult ki, majd a nyílást hirtelen szabaddá téve nagy sebességgel áramlott ki a gáz. Ennek következtében a felfelé irányított flakon felröppent vagy 10-20 méter magasságba. A tanári továbbképzésre összesereglett pedagógusok nagy tapssal jutalmazták a nem mindennapi és felettébb tanulságos látványosságot.







ISSN 2334-6248 - Elektronikus folyóiratunk havonta jelenik meg. ©2020 Fókusz. Minden jog fenntartva!
Design by predd | Code by tibor