Презентация - "Презентация по физике на тему "Воздухоплавание" 7 класс"

Воздухоплавание

Воздухоплавание - это
один из авиационных видов спорта, предполагающий использование во время состязаний воздушных шаров - летательных аппаратов легче воздуха.

Из каких частей воздушный шар?
Шар изготавливается из шелка либо же прочной синтетической ткани (например, нейлона или лавсана), покрытой особым составом, не пропускающим воздух, наполняют веществом (газом или подогретым воздухом), плотность которого меньше плотности окружающей среды. К шару прикрепляется корзина (гондола), сплетенная из тростника и лозы, и оснащенная блоком горелок.

Немного из истории спорта
Первые состязания аэронавтов состоялись в апреле 1899 года, а 1 октября 1906 пилоты воздушных шаров впервые боролись за Кубок Гордона Беннетта.

Первыми воздушными путешественниками были животные. Во время официальной демонстрации шара, сконструированного Этьеном и Жозефом Монгольфье, которая состоялась в Версале 19 сентября 1783 года, в полет действительно отправились животные: баран, петух и утка. Однако за 4 дня до того на этом же шаре во время пробных полетов поднимался физик Пилатр-де-Розье. А согласно русским летописям, первым аэронавтом был подьячий Крякутной из Нерехты, совершивший полет 17 ноября 1731 года (за что был отлучен от церкви и изгнан из города)
.

На то, чтобы наполнить шар горячим воздухом, потребуется довольно много времени
Нет, в хорошую погоду благодаря слаженным усилиям команды (минимум из 3 человек) шар можно подготовить к взлету за 15-20 минут. Примерно столько же времени потребуется для того, чтобы сложить шар после полета.

Да, это так, при условии, что скорость ветра у поверхности земли не превышает 7 м/с и погода атермичная (т.е. отсутствуют сильные восходящие потоки воздуха, образующиеся от нагревания земной поверхности солнцем). Однако наиболее подходящее время для совершения полетов - утро и вечер, поскольку и после восхода и перед заходом солнца ветер обычно стихает.

Полеты на воздушном шаре могут проводиться в любое время суток

Газовые и тепловые шары различаются только по форме.
 Нет, различия между этими конструкциями несколько глубже. Воздушный шар, наполняемый газом, герметичен, а тепловой, наполняемый подогретым воздухом, представляет собой купол с отверстием. Некоторые шары являются комбинацией двух упомянутых конструкций.

Воздушные шары используются для изучения состава атмосферы Земли.
Да, более того - конструкции такого рода используются для исследования состава атмосферы планет солнечной системы. К примеру, одной из задач советских межпланетных автоматических станций "Вега 1" и "Вега 2" была доставка на Венеру оснащенных специальным оборудованием аэростатов, которые, перемещаясь в атмосфере планеты, проводили ее анализ и передавали данные на Землю.

Как работает?
Если сила тяжести  летательного аппарата вместе с силой тяжести газа, заполняющего оболочку, меньше веса воздуха в объеме, вытесняемом аппаратом, то шар поднимается вверх; если они равны, то шар неподвижно висит в воздухе; если сила тяжести  больше веса воздуха, шар опускается.
Условие плавания воздушного шара  может быть выполнено, если плотность газа, наполняющего шар, меньше плотности воздуха. Для этого используется водород, гелий или нагретый воздух.

Хотя закон Архимеда для газов объясняет полет воздушного шара, но выталкивающая сила возникает здесь не так, как в случае твердого тела. Нижнюю часть оболочки оставляют открытой; давление газа (например, водорода) у нижнего отверстия равно давлению воздуха. Давление водорода и давление воздуха уменьшаются при поднятии вверх. Значит, давление как воздуха, так и водорода на разных участках шара будет меньше, чем у нижнего отверстия, но давление легкого водорода убывает медленнее, чем воздуха.

Поэтому на оболочку внутри будет действовать большее давление, причем самая значительная разница давлений водорода и воздуха получится в верхней части оболочки. Следовательно, сила, действующая на купол оболочки изнутри, будет больше, чем снаружи. Разность между этими силами и уравновешивает силу тяжести оболочки с грузом.
Таким образом, выталкивающая сила создается не благодаря разности давлений на нижнюю и верхнюю части тела (как в случае твердого тела), а благодаря разности давлений изнутри и снаружи на верхнюю часть оболочки.

В начале полета шар наполнен водородом настолько, что выталкивающая сила превосходит его силу тяжести, и он поднимается вверх. Когда шар достигает слоев воздуха с меньшим давлением, водород расширяется и часть его выходит из нижнего отверстия. Таким образом, на высоте уменьшается и наружное, и внутреннее давление, уменьшается и равнодействующая этих сил давления, т.е. выталкивающая сила. На некоторой высоте она станет равна весу шара с находящимся в нем газом, и шар повиснет. Для того чтобы опуститься на землю, следует выпустить из оболочки часть газа. Для этого в верхней части баллона имеется клапан, который можно открыть при помощи веревки из корзинки шара. При открывании клапана газ, имеющий большее давление, чем окружающий воздух, выходит наружу. Через нижнее отверстие это невозможно, так как здесь давление водорода и воздуха одинаково.

Фёдор Конюхов

Кругосветное путешествие -рекорд мира
Известный путешественник, писатель, художник, священник Федор Конюхов вновь удивил мир. В 64 года он облетел Землю на воздушном шаре. Конюхов установил абсолютный мировой рекорд для аэростата, совершив кругосветное путешествие за 11 дней 5 часов 11 минут. И это не единственное его достижение в этом перелете. 

56-метровый воздушный шар «Мортон» состоит из двух камер, наполненных гелием. Днем он поднимался и держал заданную высоту благодаря теплу от солнечных батарей, в ночное время — за счет работы газовых горелок, которые подогревали воздух, находящийся под нижней камерой. Подумать только, успех проекта зависел от одной-единственной колючки, которая могла проткнуть тонкое полотно оболочки! Потому, прежде чем разложить камеру шара на земле, чтобы заполнить гелием, под ней разостлали плотную ткань. Заполняли шар несколько часов, а утром Федор Конюхов, еще раз проверив надежность всех креплений, попрощался с близкими и стартовал, уповая на помощь Всевышнего. Представитель местной власти вручил ему символические бумеранги в знак того, что путешественник должен обязательно вернуться.

Суровая погода
С собой путешественник взял скромные запасы еды (пошутил: «Буду поститься») и 50 литров воды в расчете на 20 дней. Объяснил, что умываться внутри гондолы нельзя, чтобы вода не попала на электронику. Ну, а снаружи вообще нереально, так как на высоте от трех до 10 тысяч метров над землей температура воздуха — 30—60 градусов мороза! Так и случилось: после посадки Конюхов продемонстрировал пластиковую бутылку с замерзшей водой. Чтобы утолить жажду, ему пришлось соскребать лед с гондолы и растапливать его в чайнике на горелках.

Федор Конюхов: "Идею облететь на воздушном шаре всю планету я вынашивал с 1992 года"
За передвижением огромного воздушного шара следили по карте в режиме реального времени тысячи людей в разных странах. Они оставляли восторженные комментарии на официальном сайте проекта и в соцсетях — на страницах Федора Конюхова и его сына Оскара Конюхова, руководившего штабом кругосветного перелета. Но с особым вниманием и душевным трепетом наблюдали за перипетиями полета в Запорожской области, где родился давно уже ставший москвичом Федор Филиппович и где его удостоили звания почетного гражданина региона. Здесь у него много родственников, друзей и почитателей.

 Поднялся на высоту 10 тысяч 600 метров на воздушном шаре

Поднявшись на высоту 10 тысяч 600 метров во время кругосветного путешествия на воздушном шаре, известный путешественник Федор Конюхов, обошел рекорд, установленный американским бизнесменом, яхтсменом, воздухоплавателем Стивом Фоссеттом. Его максимальная высота полета составила 10 тысяч 200 метров.

Мировой рекорд по продолжительности беспосадочного полёта
Российский путешественник Федор Конюхов и пилот Иван Меняйло попробовали побить российский и мировой рекорды по длительности полета на тепловом аэростате. Для этого им необходимо продержаться в воздухе более 18 часов или более 28,5 часа соответственно.

Примерно в полдень 9 февраля 2017 года российский путешественник Федор Конюхов и его напарник Иван Меняйло побили рекорд мира по продолжительности беспосадочного полета на тепловом аэростате,, установленный японцами еще в 1997 году. Объём аэростата был 3950 кубических метров — 32 часа 20 минут

С первого раза совершил перелёт вокруг Земли на шаре
Федор Конюхов
совершил перелёт вокруг земли с первого раза
На сегодняшний день это единственный одиночный перелёт на воздушном шаре вокруг Земли, успешный с первого раза
Стив Фоссетт
совершел перелет вокруг земли с шестого раза
Путешественнику потребовалось шесть лет и шесть попыток, чтобы кругосветное путешествие окончилось успехом
Рекордное расстояние, преодоленное на воздушном шаре
Федор Конюхов 35 000 км
Средняя скорость полёта воздушного шара составила 127 км/час
Стив Фоссетт 34 000 км
Средняя скорость полёта воздушного шара
составила 104 км/час
Максимальная высота подъема воздушного шара
Федор Конюхов 11 200 метров

Воздушный шар смог подняться выше полёта современных авиалайнеров
Стив Фоссетт 10 576 метров. Данная высота была зафиксирована в последний день полёта воздушного шара
Самый быстрый перелёт на воздушном шаре вокруг Земли
Федор Конюхов 11 дней 6 часов
Стартовало путешествие 12 июля 2016 года, финишировало 23 июля 2016 года
Стив Фоссетт
13 дней 8 часов
Стартовало путешествие 19 июня 2002 года, финишировало 2 июля

Спасибо за внимание