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看火箭!学升空 STEM 元素看火箭!学升空 STEM 元素

2020-07-26


看火箭!学升空 STEM 元素看火箭!学升空 STEM 元素

火箭的燃料在燃烧室经过燃烧后,会产生高温高压的气体,之后会经过喷嘴加速再排气到外界,所排出的气体就是推动火箭的原动力。如果物件愈重,所需要的反作用力就愈大,即是需要的燃料也需要增加。

水火箭教授火箭原理

水火箭运作原理与火箭类同,分别只是推进水火箭前进运用的是水,而不是高温的空气。在发射水火箭前,要先用泵替水火箭内部注入空气,当水火箭内的压力大于大气压力后,水就会向外喷射。当水火箭的尾部喷出水时,会产生一个向下的「作用力」,同时对应地会产生一个「反作用力」施加在水火箭身上,根据牛顿运动第三定律:作用力与反作用力,每一个「作用力」与对应的「反作用力」力量是相等,两者分别只是方向相反的,引致水火箭喷出水的力度等于推动水火箭向前运动的力。

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当水火箭内的压力大于大气压力之后水山就会向外喷射。

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水火箭所需要的材料和工具较多,当中的水火箭发射咀就需要特别订购或自製,同时测试活动需要户外进行,而且也会浪费食水。

製作空气火箭

空气火箭运作原理与火箭类同,只是推进空气火箭前进的是空气,製作容易,材料简单,并同样都是运用了牛顿运动第三定律。

所需材料所需用具牛奶盒( 1L ) 1 个、粗吸管 2 枝、幼吸管 1 枝、胶樽盖 1 个直尺、剪刀、胶纸及万能胶

 

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製作步骤一至三

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製作步骤四至六

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用胶纸把粗吸管的一端封好,让空气不能通过粗吸管製作的火箭。接着用纸製作风扇,并用胶纸把定风扇固定在火箭的底部。

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完成后,就可以试开火箭。

吸管火箭升起的原因

在粗吸管的入口吹入空气,令牛奶盒内的空气压力增加,并形成空气压力会从幼吸管的出口排出。由于入口的面积较出口大,排出的空气压力也会增强,封了口的吸管火箭会受排出空气压力成为向上作用力,向上的空气压力会因封口位置产生了一个向下的反作用力把吸管火箭内的空气排出,驱使吸管火箭升空。

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当吸管火箭内空气压力与外界相同时,吸管火箭会因为地心吸力大而向上推进力。

根据气压的公式:气压 P ( Pressure )=力 F ( Force )/面积 A ( Area ),如果牛奶盒内要维持气压稳定状态,吹入的空气会全部于出口排出,入口粗而出口幼就会引致出口排出的力会大于入口吹入的力,而吹力的大小和吸管出入口的粗幼会影响火箭升起的高度。

看似外表複杂的火箭,其实是由简单的科学原理开始,所以不要随便看轻自己微不足道的学习,那可能成就了不少大工程。



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