成分
带长管子的自行车或打气筒 | 你可以连接到你的泵(见下文) | ||
一个用来稳定火箭的发射器 | 一瓶柠檬水 |
指令
火箭需要的第一件东西是在瓶子底部的某种形式的桶,你可以通过它泵出一些空气。有多种方法可以做到这一点,最好的方法之一是使用橡胶桶或软木塞,类似于科学课程和酿酒中使用的那些。你需要一个能很好地塞进瓶口的瓶子。
如果你找不到橡皮筋,你可以用葡萄酒瓶塞做一个,最好是锥形的,这样一端比另一端宽。然而,葡萄酒瓶塞往往太小,对于一个理想的瓶子火箭,你需要一些更有抓地力的东西。获得这种抓地力的一个好方法是用从旧橡胶手套上剪下来的几根手指盖住软木塞——把它们翻过来,这样它们就能很好地密封在瓶子里面。把它们粘在一起,把缝隙封住。
带充气球的橡皮桶 | 一个带自行车阀门的橡胶桶 | 一种软木塞,上面覆盖着橡胶手套,手指上有一个充气球 | 中间有自行车阀门的软木塞。 |
然后,您需要能够连接桶和泵。如果你有一个足球充气适配器,你可以把它推到桶,但你可能不得不从另一边钻一个洞,使它满足。你也可以用自行车轮胎气门来做一个更坚固的版本。
确保安全,找个成年人来钻,如果你是成人钻橡胶时要非常小心——这是不可预测的,而且会以意想不到的方式捕获。你可以试着握住瓶子顶部的软木塞。
一旦你做了你的桶,你就需要一个发射器。这可以很简单,在火箭周围的地面上敲上4到5块木头或销子,在火箭发射时保持稳定。
在你的瓶子里放一些(或不)水,把软木塞塞进去,然后泵起来!
小心不要站在火箭上是一枚火箭,所以很快就要飞起来了!!
试着用不同量的水看看对飞行有什么影响。
你可以试着加些鳍,让它飞得更直。
结果
你会发现吊杆被推出来,然后火箭以一种非常令人满意的方式飞向空中。
我们尝试推出一款(非常便宜的)数码相机,结果如下:
非常感谢卡文迪许实验室的断裂小组使用高速相机。
解释
艾萨克·牛顿爵士发现了一些关于宇宙的非常基本的东西,他说“每一种作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力”——这意味着每一种力都有一个作用力平等的和相反力。所以如果你往一个方向推,它会把你往反方向推。
如果你推某物,它就会反推——每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。 | 所以如果你朝一个方向扔重物它会把你往另一个方向推。 |
这就是你的瓶子火箭的工作原理。火箭将水向下推,这意味着水将火箭向上推得如此之大,以至于它克服了重力,将会飞起来!
更详细地说
当你向瓶中注入空气时,瓶内的压力就会增加,空气就会向各个方向喷出,包括向下的瓶柄。
在一定的压力下,塞子和瓶子之间的摩擦力不足以把它塞进去,塞子就被推出来了。这样水就会被你抽进去的空气挤出来。这也意味着,控制火箭发射压力的主要因素,也就是它能飞多高,是弹柄上的摩擦力。这就是为什么你应该用高抓地力橡胶手套盖住滑溜的软木塞。
当水被挤出时,空气膨胀,空气压力略有下降。
最终,通常在2-3米后,火箭会耗尽水,并在剩下的旅程中滑行。
向瓶子里注入空气会增加它的压力 | 最终,塞子被推出来,让水逸出 | 空气把水往下推,也就是水把它往回推。然后这个力被转移到火箭上。 | 最终,火箭耗尽了水,只停留在海岸上。 |
为什么没有水它还能工作?
即使瓶子里没有水的重量,瓶子火箭仍然会向上飞行。这是因为瓶子里的空气有质量,所以当它被向下推时,仍然会有一个相等的反作用力把它向上推。然而,由于空气很轻,瓶子很快就会空掉。这意味着力不会持续很长时间,但由于火箭很轻,它会加速得很快。
向下推的空气也对火箭产生向上的力。 | 但空气逃逸得很快,所以力不会持续太久。 | 最终火箭开始翻滚,减速。鳍会阻止这一过程,使其游得更远。 |
为什么几乎满载的火箭不能很好地工作?
在这种情况下,由于把水向下推,火箭会受到很大的向上的力,但是瓶子会很重。这多余的重量意味着它不会加速得很快。此外,由于火箭里的空气很少,为了排出所有的水,空气需要膨胀到原来体积的3-4倍。这意味着压力将急剧下降,空气将不再能够将水推出。火箭通常会在仍有一半水的情况下撞回地面。
一开始有很大的力,但火箭很重,所以它不会很快加速。 | 当空气膨胀时,它的压力迅速下降。 | 最终,压力达到与外部相同,这样水就不再被挤出来,火箭就会减速并坠落。 |
我应该放多少水?
这取决于很多因素,比如吊杆会产生多大的压力,火箭的空气阻力以及它携带的有效载荷,但在四分之一到三分之一之间就可以了。
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