2015年4月30日 星期四

保特瓶火箭發射與原理(保特瓶火箭加降落傘製做)

利用氣體壓力將保特瓶內的水噴出,藉著水的反作用力模擬火箭之發射, 從遊戲中感受牛頓第三運動定律及火箭運動現象及原理。
  發射步驟: 保特瓶瓶內充少許水﹐水量至少需使保特瓶倒置時掩蓋整個瓶口。7號橡皮塞鑽孔用球針穿過﹐將橡皮塞用力施壓塞緊瓶口﹐將保特瓶倒置於簡易發射架上﹐再用打氣筒透過球針灌氣進入保特瓶瓶內﹐當瓶內氣壓夠大時﹐保特瓶瓶口與橡皮塞自由脫離﹐火箭自發射架射出。
  根據這個步驟﹐以一般腳踏車用的打氣筒﹐將未經加工2公升的保特瓶設至4層樓高事輕而易舉的事。
  物理原理: 用橡皮塞塞緊的保特瓶火箭,形成密閉空間。打氣使密閉容器內空氣氣壓增大﹐當超過橡皮塞與瓶口接合最大承受時﹐會使瓶口與橡皮塞自由脫離﹐此時箭身藉著水向後噴出而獲得的反作用力射出。這是物體運動時遵守動量守恆原理所表現的現象﹐也是牛頓作用力和反作用力定律的神奇作用。
  每秒的噴水量及噴水速度之快慢決了火箭之推進力,兩者均大時,火箭之推進力必大。所以設計時應設法增大保特瓶內之氣壓及適當的水量。又若設法加強橡皮塞與瓶口的接合﹐可增加承受氣壓﹐亦可望得到較大的推進力。
  加裝降落傘可以增加保特瓶火箭空中停留時間﹐並且保證平緩降落。加裝箭頭和尾翼可使火箭低阻平穩飛行﹐以上兩者設計皆運用到流體力學原理﹐唯額外的裝備使火箭增加重量負荷﹐設計拿捏之間就憑個人表現特色風格。

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