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華崴 & 翰霖 的飛行日記. 作 者 21129 柯華崴 22337 鄭翰霖. 研究動機. 看 到美國太空總署又發射了一枚火箭 , 使得我們開始嚮往製造火箭和了解它的原理 , 但我們不可能冒生命危險來製造真正的火箭 , 於是就退而求其次 , 來研究水火箭。水火箭是一種有趣的科學玩具 , 利用氣壓、水及反作用力的原理 , 製作出可以飛 100m 或更遠的水火箭 , 研究這個科學玩具 , 可以像玩數學遊戲一樣 , 獲得 [ 小遊戲 , 大發現 ], 進而加以改良 , 製出衝向 [ 九霄雲外 ] 的水火箭。. 噴. 研究目的.
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華崴&翰霖 的飛行日記 作 者 21129 柯華崴 22337 鄭翰霖
研究動機 看到美國太空總署又發射了一枚火箭,使得我們開始嚮往製造火箭和了解它的原理,但我們不可能冒生命危險來製造真正的火箭,於是就退而求其次,來研究水火箭。水火箭是一種有趣的科學玩具,利用氣壓、水及反作用力的原理,製作出可以飛100m或更遠的水火箭,研究這個科學玩具,可以像玩數學遊戲一樣,獲得[小遊戲,大發現],進而加以改良,製出衝向[九霄雲外]的水火箭。
噴 研究目的 我們想要讓水火箭飛到最高最遠。所以我們決定製作一個水火箭,且作各種不同變因的實驗,找出能讓水火箭飛得最高最遠的方法,變因如水溫、角度、水量等。
設備器材 材料 泡棉頭、噴嘴、保特瓶5個(務必使用汽水瓶)。 工具 剪刀、美工刀、釘書機、防水膠帶、雙面膠帶、切割墊板、簽字筆、尺
研究過程及方法 按照參考資料中的水火箭製作方法,用預備好的材料做出一個水火箭,容量為600ml。利用從網路上訂購的發射台和噴嘴來作實驗。 發射方法 先把水火箭架在發射台上,接打氣筒打氣,打入一定量的空氣後,鬆開發射台上的閘門,水火箭就會因為水被空氣高速擠出來,產生強勁的反作用力,衝上雲霄。
角度(45度)打氣次數(8次) 天氣(晴)地形(水泥) 火箭(600ml)液體種類(生水) 水量實驗
角度(90度)水量(100ml) 天氣(晴)地形(水泥) 火箭(600ml)液體種類(生水) 角度實驗
打氣次數(5次) 天氣(晴)地形(草地) 火箭(600ml)液體種類(生水) 溫度實驗
阿Q與阿A Q:請問水火箭飛最遠的壓力槽容量與水量的比例大約是多少ㄋ? A:最遠約是12:7。 Q:為什麼水溫較高者飛較遠ㄋ? A:因為水溫高,蒸發快,水蒸氣使得壓力槽受壓較大,射的也較遠。 Q:為什麼飛得最遠的角度不是45度,而是60度ㄋ? A:因為水火箭的動力是會中途消失的,當它飛到最高點時,動力會突然消失,此時60度因飛得比45度高且比75度遠,它在空中停留的時間就會比較久,使得它比其他角度多了一段較長的[滑翔]時間。
Q:請解釋為什麼水在200ml時圖形如此奇怪? A:水火箭噴射時大致分為四個階段: 一、水動力推進,使得水火箭射離發射台。 二、水動力用盡後,壓力槽內空氣推進(受到空氣阻力而漸漸減緩速度) 。 三、在空中作無動力滑翔。 四、受地球引力吸引而掉落。 在150ml以前,水量較空氣少很多,所以大部分的推進期在於空氣推進,在250ml之後,水開始發揮它的推進力量,尤其是在350ml時,為水動力推進的黃金時期,但在350ml之後,因為水的重量太重,反而使得水火箭來不及用完所有動力就落地了,(才會使得500ml的水動力剩下150ml)。而當水為200ml的時候,恰好在水動力推進期與空氣動力推進期的中間,水不夠,使得它沒辦法完全的利用到水動力,因為太重,也使得空氣動力沒辦法發揮它的最大效能,所以嚕,這就是它為什麼比150ml的距離還要短的原因。
結 論 水火箭是一種好玩的科學玩具,經過研究,我們算出飛最遠的火箭容量與水量的比例大約為12:7,飛行角度為60度最佳,用熱水比用冷水遠,打氣次數越多飛得越遠(打太多小心[氣爆]),我們還可以使用不同的溶液來作實驗,用加強壓力槽讓火箭能受的壓力更大,改變火箭形狀,實驗空氣阻力對它的關係……等等。由於此研究並沒有用到多精密的器材,使得誤差可能會很大,以後有機會我們會繼續研究,使實驗更加精密,數值更加準確。
參考資料 1.水火箭完全攻略網 2.Napoleon House 3.科學教授----太空飛行篇,物理篇 故鄉出版社 4.自然科學大百科--量度與力 綠地球國際有限公司出版 5.超級機智大競賽----空氣和水變戲法人類文化事業有限公司出版 一
謝謝各位 謝謝大家