# Реактивное движение > Надувной шарик, медуза и ракета движутся по одному правилу: отдай массу назад — полетишь вперёд. Реактивное движение на законе сохранения импульса и бесплатный тренажёр. **Физика, 9 класс.** Урок бесплатного онлайн-самоучителя «ШкольныйГид». Обновлено: 2026-09-27. Страница урока: https://shkolniygid.ru/fizika/9-klass/reaktivnoe-dvizhenie/ Надуй воздушный шарик, зажми горлышко — а потом отпусти. Шарик носится по комнате, хотя никто его не толкал: воздух вырывается назад, и шарик летит вперёд. Это и есть реактивное движение. По тому же правилу уносят ракеты грузы к орбитам, где отталкиваться от воздуха или дороги не от чего. ### Почему ракете не нужна опора Любое привычное движение — это отталкивание от чего-то: ноги толкают асфальт, вёсла гребут воду, крыло обжимает воздух. Космос сломал эту логику: между Землёй и Марсом вакуум, и отталкиваться там не от чего. Выход подсказывает закон сохранения импульса — ракете не нужно ничего внешнего, ей достаточно собственной массы. Отделяешь часть себя и бросаешь назад — всё остальное летит вперёд. Шарик из вступления, медуза и сверхтяжёлый носитель подчиняются одному и тому же правилу на разных масштабах. Проверь это на скейте. Встань на него и резко брось рюкзак вперёд — скейт покатится назад, и никакая дорога для этого не нужна: хватило бы и гладкого льда. Именно так космонавты передвигаются внутри станции в невесомости, лёгким толчком отталкиваясь от стен. Разница с ракетой только в масштабе: она «бросает рюкзак» тысячи раз в секунду, непрерывным потоком газов, и поэтому разгоняется минуты подряд, а не одним рывком. ### Закон сохранения импульса на службе ракеты Ракета и вылетевшие из неё газы — почти замкнутая система: внешние силы малы по сравнению с тягой. До старта суммарный импульс нулевой. Газы массой $m$ вылетают назад со скоростью $u$, неся импульс $m u$. Чтобы суммарный импульс остался нулевым, ракета массой $M$ обязана получить такой же импульс вперёд: $M v = m u$. Никакой опоры не нужно — ракета толкает не землю и не воздух, а собственное топливо. Человек на скейте повторяет этот опыт: брось тяжёлый мяч массой 3 кг со скоростью 4 м/с — получишь импульс 12 кг·м/с назад, и при своей массе 60 кг поедешь со скоростью 0,2 м/с. $$M \cdot v = m \cdot u$$ *Закон сохранения импульса для ракеты, стартовавшей из покоя* ### От чего зависит конечная скорость Из равенства M·v = m·u видно три рычага. Скорость ракеты тем больше, чем больше масса выброшенных газов, чем выше скорость их истечения и чем меньше осталась масса самой ракеты. Третий рычаг — причина ступеней: как только бак опустел, он стал балластом, и его выгоднее сбросить, а не разгонять дальше. У современных носителей топливо занимает почти всю стартовую массу: до орбиты долетает лишь малая доля того, что стояло на стартовом столе. - увеличить скорость истечения газов — совершенствовать двигатели и сопла; - увеличить массу отброшенного топлива — делать баки больше; - уменьшить конечную массу — делить ракету на ступени и сбрасывать отработавшее. Формула M·v = m·u описывает мгновенный «выстрел»: вся масса газов вылетела разом. В реальной ракете газы выходят непрерывным потоком, и скорость нарастает с каждой секундой работы двигателя. Масса ракеты при этом всё время падает, поэтому при той же тяге разгон идёт всё быстрее — отсюда максимальные перегрузки на последних секундах работы ступени. А выключение двигателя космонавты ощущают как внезапную невесомость: тяга исчезла, и дальше аппарат летит по инерции. **Учебная ракета** 1. Масса ракеты после отделения газов — 400 кг, газов — 100 кг, скорость истечения 400 м/с. Импульс газов: — $$p = 100 \cdot 400 = 40000$$ 2. Такой же по модулю импульс получит ракета: — $$400 \cdot v = 40000$$ 3. Скорость ракеты — 100 м/с, направлена в сторону, противоположную струе газов. — $$v = \frac{40000}{400} = 100$$ > **Ловушка.** Реактивная струя не «отталкивается от воздуха» — наоборот, атмосфера только мешает и тормозит. В безвоздушном пространстве ракета летит даже лучше. Вторая типичная ошибка: считать, что скорость ракеты равна скорости газов. Она во столько раз меньше, во сколько масса ракеты больше массы выброшенных газов. ### Циолковский и дорога к орбите Идею реактивного полёта довёл до строгого расчёта школьный учитель из Калуги Константин Циолковский. В 1903 году в журнале «Научное обозрение» вышла его работа «Исследование мировых пространств реактивными приборами»: в ней были и формула для скорости ракеты, и мысль о жидком топливе, и схема составной ракеты со ступенями. В 1926 году американец Роберт Годдард запустил первую в мире ракету на жидком топливе — она пролетела всего пару секунд и поднялась на десяток метров, но доказала: принцип работает. Дальше события пошли ускоренно. 4 октября 1957 года ракета вывела на орбиту первый искусственный спутник Земли, 12 апреля 1961 года стартовал полёт Юрия Гагарина, а в 1969 году экипаж «Аполлона-11» добрался до Луны. За каждой из этих дат стоит инженерное воплощение идей Циолковского: многоступенчатые схемы, топливные баки, сопла, охлаждаемые собственным горючим. В Калуге сегодня работает государственный музей истории космонавтики, носящий его имя. ### Реактивное движение в природе и технике Природа изобрела реактивное движение раньше инженеров. **Медуза** набирает воду под купол и резко выталкивает её — получает скачок вперёд. **Кальмар** всасывает воду в полость тела и выбрасывает её через воронку рывками, разгоняясь до 70 км/ч, — за это его зовут живой ракетой. В технике идею довёл до расчёта **Константин Циолковский**: в 1903 году он опубликовал теорию полёта ракеты на жидком топливе и предложил составные **ступени** — пустые баки и отработавшие двигатели отделяются в полёте, и ракета не разгоняет лишнюю массу. Так летают ракеты-носители, а водомётные катера повторяют кальмара: вода забирается через носовой канал и выбрасывается кормовым соплом. ### Живые ракеты: от гребешка до осьминога Природа пользуется реактивным принципом сотни миллионов лет. Медуза сжимает купол — вода вылетает из-под него, и студенистое тело прыгает вперёд. Гребешок хлопает створками раковины и выстреливает воду, спасаясь от морской звезды. Личинка стрекозы, живущая в воде, выбрасывает струю из особой полости и совершает мгновенный рывок — на такой скорости за ней не угнаться даже хищникам. Чемпионы среди живых ракет — головоногие моллюски. Осьминог набирает воду в мантийную полость и выталкивает её через воронку, а воронку может направить в любую сторону: плыть и вперёд, и пятиться. Кальмар делает то же самое рывками и разгоняется до 70 км/ч, а при испуге добавляет чернильную завесу и уходит толчком. Инженеры скопировали эту схему в водомётных катерах и буксирах, работающих на мелководье, где обычный винт наматывал бы тросы и водоросли. | Кто или что | Что выбрасывает | Куда движется | | --- | --- | --- | | Надутый шарик | воздух через горлышко | вперёд, пока воздух выходит назад | | Медуза | воду из-под купола | скачком вперёд | | Кальмар | воду через воронку | рывками, до 70 км/ч | | Ракета | газы от сгорания топлива | вперёд, даже в вакууме | | Водомётный катер | воду через кормовое сопло | вперёд | > **Совет.** Задачи на реактивное движение решаются как задачи на сохранение импульса: напиши «импульс до = импульс после», подставь массы и скорости со знаками направлений. Струя и тело всегда летят в противоположные стороны. ### Словарь урока **Реактивное движение** — движение тела, возникающее при отделении от него части массы с некоторой скоростью **Реактивная тяга** — сила, с которой выброшенные газы или вода толкают тело вперёд **Скорость истечения** — скорость, с которой газы покидают сопло двигателя **Ступень** — самостоятельная часть ракеты с двигателем и баками, сбрасываемая после выгорания топлива **Сопло** — сужающаяся и расширяющаяся часть двигателя, разгоняющая поток газов **Водомётный движитель** — двигатель, толкающий судно за счёт выбрасываемой струи воды ### Разбор типовой задачи **Лодка и гарпун** 1. Охотник в лодке: общая масса охотника с лодкой 120 кг. Он бросает горизонтально гарпун массой 2 кг со скоростью 30 м/с. Найдём скорость лодки после броска. 2. До броска всё покоилось, значит суммарный импульс системы равен нулю. Ось направляем по полёту гарпуна. 3. Импульс гарпуна после броска: — $$p_{g} = 2 \cdot 30 = 60$$ 4. По горизонтали система замкнута, поэтому суммарный импульс остался нулевым: лодка получила импульс 60 кг·м/с против оси. 5. Скорость лодки: — $$v = \frac{60}{120} = 0{,}5$$ 6. Лодка поплыла назад со скоростью 0,5 м/с. Масса лодки в 60 раз больше массы гарпуна — во столько же раз её скорость меньше. ### Как это спрашивают на контрольной Реактивное движение в заданиях почти всегда идёт парой к закону сохранения импульса: даны массы и скорость истечения — найди скорость тела, или наоборот. Отдельные вопросы проверяют историю темы: кто и когда предложил теорию ракеты. Формулировки про «не от чего оттолкнуться» ловят тех, кто не понял главный миф урока. Запасной ход при затруднении — расписать задачу строками «до» и «после»: две строки вместо долгих рассуждений. - ракета и газы действуют друг на друга — это третий закон Ньютона в действии; - до старта импульс системы нулевой — после старта суммарный импульс остаётся нулевым; - скорость ракеты меньше скорости газов во столько раз, во сколько масса ракеты больше массы газов. *[Интерактив: Разложи по принципу движения — доступен на странице урока]* *[Интерактив: Карточки: реактивное движение — доступен на странице урока]* *[Интерактив: Полёт с выключенным двигателем — доступен на странице урока]* ## Частые вопросы ### Почему ракета летит в космосе, где не от чего оттолкнуться? Опора ей не нужна: ракета выбрасывает назад собственные газы и по закону сохранения импульса получает импульс вперёд. Вакуум даже помогает — нечему тормозить. ### Как медуза и кальмар используют реактивное движение? Медуза сжимает купол и выталкивает из-под него воду, кальмар выбрасывает воду через воронку рывками. Тело в обоих случаях получает толчок в противоположную сторону. ### Кто придумал ракеты для космоса? Константин Циолковский: в 1903 году он опубликовал теорию движения ракеты на жидком топливе и предложил составные ракеты со ступенями. Первую жидкостную ракету запустил Роберт Годдард в 1926 году, а до орбиты идея добралась в 1957-м — с первым спутником. ### Зачем у ракеты отделяются ступени? Пустые баки и отработавшие двигатели — лишняя масса. Сбросив их, ракета тем же запасом топлива разгоняет меньше килограммов и набирает большую скорость. ## Проверь себя (вопросы и ответы) #### Вопрос 1: Что отбрасывает ракета, чтобы двигаться вперёд? - ✅ газы от сгорания топлива - ☐ воздух атмосферы - ☐ магнитное поле Земли *Пояснение: Ракета выбрасывает собственные газы назад и по закону сохранения импульса получает импульс вперёд.* #### Вопрос 2: Из покоящейся ракеты, масса которой после отделения газов равна 200 кг, вылетают газы массой 50 кг со скоростью 400 м/с. Найди скорость ракеты (м/с). **Ответ:** 100 *Пояснение: 200 · v = 50 · 400, отсюда v = 100 м/с в сторону, противоположную струе.* #### Вопрос 3: В безвоздушном пространстве ракета не может разогнаться: ей не от чего оттолкнуться. - ☐ Правда - ✅ Неправда *Пояснение: Может: ракета отталкивается от собственного топлива — газов, которые выбрасывает назад. В вакууме даже проще, нет сопротивления воздуха.* #### Вопрос 4: Одинаковый импульс 12 кг·м/с сообщают трём телам. Расставь их по возрастанию скорости. **Правильный порядок:** скейт с человеком 60 кг → тележка 20 кг → мяч 0,5 кг *Пояснение: v = p/m: из одного импульса большая масса даёт меньшую скорость — 0,2; 0,6 и 24 м/с.* #### Вопрос 5: Соедини понятие с описанием. - реактивное движение — движение при отделении от тела части массы - Циолковский — автор теории полёта ракеты, 1903 год - ступени — пустые баки, отделяющиеся в полёте *Пояснение: Три опорных факта темы реактивного движения.* #### Вопрос 6: Какой это принцип движения? - **Реактивное движение:** ракета-носитель, медуза, кальмар - **Другой принцип:** электропоезд, самолёт с воздушным винтом *Пояснение: Реактивное движение — при отбросе части массы: ракета, медуза, кальмар. Поезд и винтовой самолёт толкаются об опору или об воздух.* #### Вопрос 7: Дополни правила. Реактивное движение объясняется законом сохранения **импульса**. Ракета выбрасывает газы назад, а сама летит **вперёд**. *Пояснение: Суммарный импульс замкнутой системы не меняется: газы уносят импульс назад, ракета получает такой же вперёд.* ## Тренажёр На [странице тренажёра](https://shkolniygid.ru/fizika/9-klass/reaktivnoe-dvizhenie/trenazher/) — 4 типов задач с бесконечными вариантами чисел, проверкой ответа и разбором каждого шага.