<天了噜!小组

用气筒和可乐瓶就能做一个水火箭,最多能射到800多米高

Mr.1

欧美一些中小学生喜欢玩的一个手工是水火箭,所需材料很少,基本材料就是普通的自行车打气筒、塑料饮料瓶、木塞子、气针、纸板和一些胶带

https://www.youtube.com/watch?v=ii6D1R6lXVA

第一步,把纸板做成火箭翼的样子,粘到塑料瓶上


第二步,软木塞上戳个洞,把自行车打气筒的气针插进去


第三步,瓶子里装上一些水,木塞塞进瓶口


第四步,开始打气,气压达到一定程度时水火箭就飞走了。

是不是特别简单呢? 原理也不复杂,就是牛顿第三定律。 上面这个算是最初级的版本,很多方面都可以改良,比如可以把水换成其他液体,也可以把多个饮料瓶串联起来做成多级火箭。

https://en.wikipedia.org/wiki/Water_rocket

水火箭是有比赛的,有一个叫做The Water Rocket Achievement World Record Association 水火箭世界纪录组织的全球协会,会组织水火箭的比赛,看哪个火箭飞得最高、飞行时间最长、速度最快、距离最远等等。

目前世界范围内的水火箭高度记录,是南非开普敦大学(The University of Cape Town) 一艘水-空气混合火箭在搭载了小摄像头作为负载的情况下创造的,飞到了830米的高度。飞行于2015年8月26日进行,超过了之前623米的记录。

600米高的时候,从火箭上看地面就已经是这样的效果了

美国航空航天局(NASA)网站上还有几个水火箭的模拟器,可以用来帮助中小学生们设计水火箭。https://spaceflightsystems.grc.nasa.gov/education/rocket/BottleRocket/sim.htm

NASA网站上提供的水火箭模拟器


还有一个问题是,往饮料瓶里注入水的时候,放多少水才合适?https://www.youtube.com/watch?v=DrPt-AktIMs

打气筒打气的时候会压缩空气,不过空气本身没有多大质量,因此还是要加些水。空气太多水太少的话用于加速的质量就不够多,水太多的话质量过大了,空气给水的力又不够。

一般来说大家会往瓶子里放1/3的水,这个原则对各种瓶子都适用,不论是1升 2升 3升还是多个瓶子组成的多级火箭。

通过几个模拟器的运算,我们可以得到一个水份百分比和飞行高度的关系曲线。模拟器给出的结果是水占32%体积时飞行高度更高。

时间是检验真理的唯一标准,我们就来实际测试一下是不是这样。

首先要划出安全区域,排除场地干扰,比如袋鼠

3%的水,40米

3%


15%的水,70米

15%

30%水,79米

30%

45%水,80米

45%

60%水,56m,这个时候火箭已经太重了,喷嘴又小,于是就飞歪了

60%

可以看出实际测试的结果和模拟预测的还是很接近的,1/3水是一个一般性的原则,实际操作时,根据实验目的的区别,25%到45%都可以试试。

全是空气没有水会怎么样呢?

是这样的

全是空气,飞到了29米高

当然,上面这个实验中用的水火箭做工比较好,有高度计,打气也是用机器进行的,还有降落伞。飞行高度会比一般手工做的高一些。

需要注意的是,水火箭还是有一定速度的,因此不要对着人,会有危险。

https://www.youtube.com/watch?v=56v6cJryLvQ

经过一些简单的改造后,你可以把自己的水火箭做成各种样子

编译来源:

https://www.youtube.com/watch?v=ii6D1R6lXVA

https://en.wikipedia.org/wiki/Water_rocket

https://spaceflightsystems.grc.nasa.gov/education/rocket/BottleRocket/sim.htm

https://www.youtube.com/watch?v=DrPt-AktIMs

https://www.youtube.com/watch?v=56v6cJryLvQ

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