Что общего и в чем различия между скафандром космонавта и костюмом водолаза? Какие законы физики должны обязательно соблюдать проектировщики?




Скачать 102.69 Kb.
НазваниеЧто общего и в чем различия между скафандром космонавта и костюмом водолаза? Какие законы физики должны обязательно соблюдать проектировщики?
Дата конвертации14.02.2013
Размер102.69 Kb.
ТипЗакон

12f843 УДИВИТЕЛЬНОЕ РЯДОМ (7 класс МОУ Тайтурская СОШ)


Ответы на вопросы:

  1. Что общего и в чем различия между скафандром космонавта и костюмом водолаза? Какие законы физики должны обязательно соблюдать проектировщики?

d:\gav\2011\инет-проект\2тур\скафандр\2008-07-02_project_constellation_space_suits_2.jpg

d:\gav\2011\инет-проект\2тур\скафандр\1307792514.jpg

Cкафандр (от греч. скафе — лодка, ладья и андрос — человек) — это индивидуальное снаряжение для человека, который работает в условиях, отличных от нормальных. В комплект снаряжения входят оболочка, шлем, перчатки, ботинки.

Скафандр (костюм водолаза) защищает от пониженного (повышенного) давления, от излучений.

При разработке скафандров (костюмов водолаза) были учтены многие законы физики:

Закон Паскаля. Чтобы космонавт (водолаз) мог работать в сложных условиях, нужно чтобы давление вокруг тела человека, не превышало внутреннее давление. Для полетов на больших высотах необходимо увеличить общее давление газа, в котором находится и которым дышит человек, то есть нужно создать вокруг человека среду с избыточным давлением, превышающим атмосферное давление на данной высоте. Это одна из главных задач, которая решается с помощью скафандра. Герметичная оболочка скафандра изолирует человека от внешней среды, а внутри скафандра создается искусственная атмосфера с избыточным давлением и необходимым газовым составом.

Закон Архимеда. Необходимо учитывать выталкивающую силу, чтобы человек мог опускаться на дно или подниматься на поверхность.

Законы термодинамики. Учитывается различные виды теплопередачи. Цвет поверхности скафандра выбирается не произвольно, а строго рассчитывается исходя из минимизации теплообмена.

Законы радиотехники. Необходимость космонавта (водолаза) связываться с землей.

Скафандр – это специальный костюм, который полностью закрывает тело человека, чтобы защитить его от вредного воздействия окружающей среды. Как правило, скафандры используются для защиты космонавтов и водолазов.

Первоначально так называли одежду водолаза, который опускается на большую глубину. Позднее, когда человек стал активно осваивать космос, скафандром стали называть и одежду космонавта.

Скафандр как средство для пребывания человека во враждебной среде появился в середине XIX в. и предназначался для работы под водой. Он представлял собою кожаный (потом резиновый) комбинезон с деревянным (потом медным, стальным, пластиковым) шлемом. Воздух для дыхания подавался насосом с поверхности, а выдыхаемый — стравливался в воду. Тепловой режим обеспечивался шерстяным бельем, которое водолаз надевал под скафандр. Автономные дыхательные устройства появились позднее, и их конструкция осложнялась необходимостью противостоять высокому внешнему давлению.

Как и в кабине космического корабля, в скафандре для человека создается микроклимат — трубки с дыхательной смесью обеспечивают нормальное дыхание, специальная система терморегуляции создает нормальную для тела температуру. Костюм космонавта имеет резиновые камеры, наполняющиеся при перегрузке сжатым воздухом и обжимающие тело.

Космический скафандр – сложное устройство, состоящее из многослойной оболочки из пластичного материала, не затрудняющего движений космонавта, и прозрачного шлема, снабжённого фильтром для прямых солнечных лучей. В ранце скафандра размещается запас кислорода, устройства регенерации воздуха, автоматического регулирования температуры и влажности, вентиляции и т. п. Скафандр оснащён средствами радиосвязи с космическим кораблём. Температурный режим космонавта обеспечивается специальным нательным костюмом, выполненным из мелкой сетки тонких трубочек, по которым циркулирует вода с регулируемой температурой. Скафандр имеет биотелеметрическую систему для контроля физиологических показателей космонавта.

Цвет скафандра также изменился: чтобы лучше отражать солнечные лучи, он из оранжевого стал белым. На шлеме появился светофильтр, защищающий от яркого солнечного света.

Любой скафандр состоит из костюма, защищающего тело человека, специального герметичного шлема, перчаток, ботинок и системы подачи кислорода. Для дыхания космонавта или водолаза необходим воздух, насыщенный кислородом. В первых скафандрах использовались специальные баллоны с воздухом, которые надевались на космонавта как рюкзак. Баллоны были соединены со шлемом с помощью шланга, изготовленного из особо прочных материалов. В современных скафандрах используются особые устройства, которые очищают выдыхаемый космонавтом воздух от углекислого газа и воды и насыщают его (воздух) кислородом. Такое устройство расположено внутри скафандра.

Костюм скафандра способен защитить космонавта от очень высоких и очень низких температур. Как известно, в космосе температура может колебаться от – 130 до + 140 градусов по Цельсию. Поэтому костюмы изготовлены из специальных материалов, которые плохо проводят тепло и состоят из множества слоев.

  1. Кто и когда придумал батискаф?

d:\gav\2011\инет-проект\2тур\батискаф\batyskafhr6.jpg

d:\gav\2011\инет-проект\2тур\батискаф\batiskaf1.jpg

d:\gav\2011\инет-проект\2тур\батискаф\batiskaf2.jpg


Батисферой (от греческого bathys — глубокий и sphaira — шар) называется глубоководный аппарат в форме шара (из стали или титанового сплава). Под воду он опускается с судна на тросе. Внутри шара помещаются 1—2 человека, запасы воздуха, научная аппаратура и телефон для связи с поверхностью. Максимальная глубина погружения, достигнутая с помощью батисферы в 1948 г, составляет 1360 м.

В настоящее время батисферы практически перестали строить, заменив их более маневренными и безопасными батискафами.

Батискаф (bathys — глубокий и skaphos — судно) состоит из стального шара-гондолы, в котором размещается экипаж 2—3 человека, аппаратура, средства связи и жизнеобеспечения и поплавка-корпуса, заполненного более легкой, чем вода жидкостью (обычно бензином). Плавучесть аппарата и глубина погружения регулируется сбросом балласта или выпуском части бензина.

Первый батискаф был построен в 1948 г. известным французским исследователем глубин, профессором Огюстом Пикаром. Стальная оболочка сферы, служащей гондолой для экипажа, имела толщину около 9 см. В этом защитном панцире были проделаны два конусообразных отверстия (иллюминаторы), заделанных толстыми усеченными конусами из плексигласа. В районе иллюминаторов толщина оболочки достигала 15 см. Поплавок, разделенный на шесть танков, был заполнен легким бензином.

Эта необычная конструкция существенно отличалась от всех предшествующих аппаратов для завоевания глубин моря: она могла действовать совершенно автономно, без каких бы то ни было тросовых или кабельных соединений с надводным судном. Рекорд глубины, установленный Пикаром во время второго погружения в Средиземном море, составил 3140 м.

В 1960 г. на батискафе «Триест-2» сын Огюста Пикара— Жак Пикар и лейтенант военно-морского флота США Дон Уолш «пощупали» дно впадины Тихого океана возле острова Гуам. Глубиномер показывал 10916 м. Этот аппарат превосходил первые батискафы как в техническом отношении, так и по оснащению приборами.

В нашей стране для исследования глубин до 12 тыс. м применяют управляемый на расстоянии батискаф-автомат. Эти аппараты предназначены для наблюдения за косяками рыбы и разведки новых рыболовных районов, а также для исследования морских течений.


  1. Каким образом подводные лодки погружаются на дно и всплывают? Объясните с физической точки зрения.

d:\gav\2011\инет-проект\2тур\подводная лодка\73.jpg


Подводная лодка всплывает и погружается, используя закон Архимеда. У лодки есть внутри специальные цистерны. Называются они балластными, потому что в них набирают балласт – груз, который тянет лодку вниз. Этим грузом служит забортная вода.

Командир приказывает погрузиться. Цистерны открывают, и в них устремляется вода. Она вытесняет воздух. Спешат, бурлят воздушные пузыри. Они расстаются с лодкой. И лодка тяжелеет и опускается в глубину. Надо снова всплыть? «Продуть балластные!» - приказывает командир. И цистерны снова открываются, но теперь в них устремляется сжатый воздух из специальных баллонов. Он вытесняет, выгоняет воду, он сам заполняет цистерны. Внутри лодки словно образуются большие воздушные пузыри. И облегченная лодка всплывает!

Можно увидеть подобный пример с помощью виноградины в газированной воде!

Газированная вода, ситро, лимонад и все минеральные воды, которые продаются в бутылках, насыщены газом под давлением. Когда бутылку открывают и воду наливают в стакан, газ выходит в пене и брызгах. Но часть его еще остается. Эта часть продолжает постепенно выделяться, оседая пузырьками на стенках стакана. Если в такой вот стакан со свеженалитой газированной водой бросить виноградину, то она чуть тяжелее воды и опустится на дно. Но на нее тут же начнут садиться пузырьки газа. Словно маленькие воздушные шарики! Вскоре их станет так много, что виноградина всплывет.

Но на поверхности пузырьки полопаются, и газ улетит. Отяжелевшая виноградина вновь опустится на дно. Здесь она снова «обрастет» пузырьками газа и снова всплывет. Так будет повторяться несколько раз, пока вода не «выдохнется». Виноградина поднимается, так как за счет пузырьков воздуха увеличивается ее объем, сила Архимеда становится больше силы тяжести. Если объем уменьшается, сила Архимеда уравнивается силой тяжести, и виноградина опускается на дно. Те же процессы происходят и с подводной лодкой.


  1. Кто сделал первый воздушный шар? Чем современные воздушные шары отличаются от первых?g:\2.школа\работа_по_предмету\инет_ проекты\2011-2012\7_класс\2тур\воздушный шар\i-2.jpgg:\2.школа\работа_по_предмету\инет_ проекты\2011-2012\7_класс\2тур\воздушный шар\i-1.jpgg:\2.школа\работа_по_предмету\инет_ проекты\2011-2012\7_класс\2тур\воздушный шар\i-3.jpg

1 - Оболочка аэростата. Шьется из специальных прочных тканей. На оболочке нашиты вертикальные и горизонтальные силовые ленты, которые создают силовой каркас и предотвращают возможные разрывы оболочки.

2 - Парашютный клапан. Расположен в верхней части оболочки. Служит для выпуска теплого воздуха. К оболочке клапан поджимается за счет внутреннего давления в оболочке. Над клапаном на купольном кольце замыкаются вертикальные силовые ленты. За кольцо закреплен купольный фал (топ), который используется в момент наполнения и гашения оболочки.

3 - Блок фала управления. Один расположен на внутренней части оболочки на вертикальной силовой ленте. На втором блоке сходятся стропы парашютного клапана. Через блоки пропущен фал управления клапаном.

4 - Фал управления парашютным клапаном. Представляет собой гибкий шнур (веревку) из прочного термостойкого материала. Предназначен для открытия парашютного клапана.

5 - Горелка или блок горелок. Является составной частью тепловой установки аэростата. При помощи горелки сжигается газ (пропан-бутан) и тем самым нагревается воздух, находящийся внутри оболочки.

6 - Гондола (корзина) изготавливается из лозы и тростника. Такая конструкция и материалы позволяют выдерживать удары при жестких посадках.

7- Газовые баллоны. Размещаются по углам внутри корзины. В баллонах содержится газ (пропан - бутан), который по шлангам подается на горелку. Баллоны бывают разные по объему и в среднем около 40-50 литров.

8 - Воздухозаборник. Применение воздухозаборника уменьшает вероятность образования "ложек" на оболочке.

9 - Место крепления фала управления. Это петля внутри оболочки, надежно пришитая к вертикальной силовой ленте, к которой привязывается конец фала управления парашютным клапаном.



Впервые, как принято считать, аэростат появился на свет 5 июня 1783 года. В этот день во французском городке Видалон-лез-Адонне, несколько южнее Лиона, поднялся в воздух так называемый монгольфьер - наполненный горячим дымом шар из бумаги и льняного полотна. Он был изготовлен братьями Жозефом и Этьеном Монгольфье - мастерами по производству бумаги, которых на идею создания такого шара натолкнули наблюдения за сжигаемой на костре бумагой и улетающими в небо ее обгоревшими клочками.

Француз Жозеф Монгольфье (Joseph Montgolfier) родился в 1740 г. Он чувствовал большую страсть к новым аппаратам, которые в то время были очень модными. Вместе с младшим братом Этьенном (Etienne Montgolfier) они часто мечтали о том, как Человек поднимется в воздух. Братья даже придумали оболочку набить тучами, которая держала бы корзину. Однако они не знали, как реализовать эту идею.

Один раз Жозеф заметил, что рубашка, которую он держал над каминным огнем за воротник, раздулась, и ему на ум пришла гениальная мысль. Он рассказал о своем открытии Этьенну и братья начали думать, какой формы мог бы быть воздушный шар, который они использовали для первых своих экспериментов. Сначала они сшили шелковую оболочку размером в один кубический метр. Нагреваемый над огнем шелковый воздушный шар поднялся на высоту тридцати метров. Это произошло в ноябре 1782 г. Данную дату можно считать началом воздухоплавания.

14 декабря 1782 г. 3 м3 воздушный шар поднялся над заводом Видалона в городе Анноне (Annonay. Франция). Для получения тепла братья Монгольфье сжигали мокрую солому, смешанную с шерстью и бумагой.

25 апреля 1783 г. в воздух на высоту 400 м поднялся 800 м3 воздушный шар.

Современный воздушный шар (тепловой аэростат) со времен братьев Монгольфье не претерпел принципиальных изменений и состоит из: оболочки, гондолы, тепловой установки. В то же время все элементы имеют принципиальные отличия в конструкции и применяемых материалах.


  1. Для демонстрации этого открытия понадобилось 8 пар лошадей и 2 полушария. На демонстрации опыта присутствовал император Фердинанд III. В этом году 410 лет со дня рождения ученого, сделавшего это открытие. Что это за открытие и кто его сделал?

p:\2011\инет-проект\7 класс\2тур\магдебурские полушария\von guerick.jpg

magdeburger-halbkugeln_1322665351_proportional_258_-1.jpg


Магдебургские полушария — знаменитый эксперимент немецкого физика Отто фон Герике для демонстрации силы давления воздуха и изобретённого им воздушного насоса.

Герике доказал существование большого давления атмосферного воздуха. Когда полушария сложили вместе, между ними поместили кожаное кольцо, не оставившее между полушариями даже малейшей щели. Затем с помощью насоса откачали воздух из пространства между полушариями. После того, как Герике вытягивал воздух из двух медных полушарий, плотно сложенных между собой, он показал, что при достаточном разрежении воздуха полушария так прижимаются одно к другому, что для разделения их нужно употребить большую силу. Нужно было 16 впряженных лошадей, чтобы оторвать одно полушарие от другого. Какая же сила сжимала полушария, противодействуя силе шестнадцати коней? Этой силой было действие атмосферного воздуха. Чем больше воздуха выкачивали из полости между полушариями, тем сильнее они сжимались снаружи атмосферным давлением. Эти опыты Герике показывал в Регенсбурге в 1654 г, в присутствии владетельных особ; опыты произвели величайшее впечатление.



Похожие:

Что общего и в чем различия между скафандром космонавта и костюмом водолаза? Какие законы физики должны обязательно соблюдать проектировщики? iconЧто общего и в чем различия между скафандром космонавта и костюмом водолаза? Какие законы физики должны обязательно соблюдать проектировщики?
Жается. Если нормальное давление на уровне моря равно 760 мм ртутного столба, то уже на высоте 12 км оно снижается в 5 раз, а на...
Что общего и в чем различия между скафандром космонавта и костюмом водолаза? Какие законы физики должны обязательно соблюдать проектировщики? iconВ калифорнии в таинственном лесу не действуют некоторые законы физики
Калифорнии. Там не действуют некоторые законы физики. Шары катятся по наклонной плоскости не вниз, а вверх, предметы, которые должны...
Что общего и в чем различия между скафандром космонавта и костюмом водолаза? Какие законы физики должны обязательно соблюдать проектировщики? iconТаблица совместимости между жидкостями и трубой
Ре-х не будет меньше и даже может считаться большей, нежели стойкость несшитого ре но. Напомним, что при транспортировке особых жидкостей,...
Что общего и в чем различия между скафандром космонавта и костюмом водолаза? Какие законы физики должны обязательно соблюдать проектировщики? icon12f11 Команда «Электроны-6» мкоу «Большекузьминская сош» Кольчугинского района Владимирской области
Скафандры придумали для защиты человека. Общее у скафандра космонавта и водолаза только одно – поддержание жизнедеятельности человека...
Что общего и в чем различия между скафандром космонавта и костюмом водолаза? Какие законы физики должны обязательно соблюдать проектировщики? iconЗаконы Кеплера законы движения планет
Надо сказать, что он справедлив для всех тел, между которыми действует взаимное притяжение
Что общего и в чем различия между скафандром космонавта и костюмом водолаза? Какие законы физики должны обязательно соблюдать проектировщики? icon"Управление базой данных"
Между запросами и фильтрами существуют сходство и различия. Определите, какие из приведенных ниже свойств относятся к фильтрам в...
Что общего и в чем различия между скафандром космонавта и костюмом водолаза? Какие законы физики должны обязательно соблюдать проектировщики? iconЧто из себя представляет Хип-хоп батл, или какие различия между батлами в Breakin' и батлами в Хип-хопе?
Многие хотели слышать что такое менталитет батла, и что такое батл с точки зрения людей которые стоят у основ Хип-хопа, организуют...
Что общего и в чем различия между скафандром космонавта и костюмом водолаза? Какие законы физики должны обязательно соблюдать проектировщики? icon«Анализ философских учений Гераклита, Платона и Сократа»
В чем суть различия между четырьмя возможными ситуациями соотношения ведения и знания ?
Что общего и в чем различия между скафандром космонавта и костюмом водолаза? Какие законы физики должны обязательно соблюдать проектировщики? iconУроках физики на примере уроков «Газовые законы»
Сумакова Лидия Артемовна, учитель физики высшей квалификационной категории школы №887 зао
Что общего и в чем различия между скафандром космонавта и костюмом водолаза? Какие законы физики должны обязательно соблюдать проектировщики? iconОднофакторный дисперсионный анализ для связанных выборок
Различия в длительности попыток решения анаграмм являются не более выраженными, чем различия, обусловленные случайными причинами
Разместите кнопку на своём сайте:
kk.convdocs.org



База данных защищена авторским правом ©kk.convdocs.org 2012-2019
обратиться к администрации
kk.convdocs.org
Главная страница