Los cohetes de agua también se denominan cohetes de chorro de agua a presión de aire y cohetes de propulsión de agua. Está hecho de botellas de bebidas desechadas para formar una cápsula de energía, un cuerpo de cohete, un cuerpo de cohete, una aleta de cola y un paracaídas. Llene una cierta cantidad de agua y use una bomba para llenar de aire y alcanzar una cierta presión antes del lanzamiento. Es un modelo de cohete que utiliza la relación de masa de agua y aire (la masa de agua es 865, 438 + 06 veces la del aire) para usar aire presurizado para expulsar agua a alta velocidad desde la boquilla en la parte trasera del cohete. Bajo la fuerza de reacción, el cohete de agua se eleva rápidamente, utilizando la aceleración y la inercia para deslizarse en el aire, con una trayectoria de vuelo como la de un misil. Finalmente, cuando alcanza cierta altura, abre su paracaídas y aterriza lentamente en el aire.
"Water Rocket" es un libro de texto de divulgación científica entretenido, gratuito y de alta tecnología, práctico y basado en el cerebro, que es muy apreciado por los adolescentes. Los estudiantes pueden comprender intuitivamente el proceso de lanzamiento y recuperación de misiles y vehículos de lanzamiento, así como los principios de vuelo y las diferencias entre misiles y aviones. Explica la primera, segunda y tercera ley de Newton (acción y reacción, inercia y conservación de la energía) y aprende algunos conocimientos básicos de aerodinámica y mecánica de vuelo. Dejemos que la mayoría de los jóvenes comprendan y amen la tecnología aeroespacial, y cultiven, cultiven y entreguen talentos sobresalientes para la industria aeroespacial nacional.
Principio de lanzamiento
Una botella de Coca-Cola tapada con un tapón de goma forma un espacio cerrado. Cuando se bombea un gas a un recipiente cerrado, la presión del aire en el recipiente aumenta. Cuando se excede el ajuste máximo entre el tapón de goma y la boca de la botella, la boca de la botella y el tapón de goma pueden separarse libremente y el agua en la flecha sale disparada hacia atrás para obtener una fuerza de reacción.
Producción de cohete de agua
1. Preparación del material: 3~6 botellas de Coca-Cola de 2,25 L, tijeras, cuchilla de un solo lado, corcho, aguja para globos, recarga de bolígrafo, máquina grapadora, cinta adhesiva de doble cara, papel decorativo de colores.
2. Proceso de producción: Como se muestra en la Figura 1, saque una botella de Coca-Cola y córtela en tres partes iguales a intervalos de aproximadamente 1/3. Como se muestra en la Figura 2, deje la boca de la botella y la parte media y dé la vuelta a la segunda botella de Coca-Cola. Como se muestra en la Figura 3, cubra la boca de la primera botella en el fondo de la segunda botella de Coca-Cola y luego cubra la primera parte media de la boca de la segunda botella de Coca-Cola.
3. Enfoque de fabricación: en el proceso de fabricación, la boquilla es la más importante y el sello debe ser bueno, de lo contrario no podrá proporcionar una buena presión. La aguja de aire debe quedar estanca en el corcho y es mejor perforar el agujero con la punta de la aguja al rojo vivo. Si el agua aún gotea, puede agregar un recambio de bolígrafo a la aguja de aire. La parte superior del recambio de bolígrafo sobresale de la superficie del agua para evitar que las burbujas de aire se vuelquen y se escapen al bombear agua.
Métodos de investigación
1. La relación entre la altura de elevación vertical del cohete de agua y el nivel del agua en la botella se puede obtener mediante experimentos. Se concluye que el enclave de cohetes de agua es el más alto cuando el volumen de agua es 1/4. A partir de los resultados experimentales se encontró que la presión del aire es directamente proporcional al rango. Esto se debe a que cuanto mayor sea la presión del aire, mayor será la fuerza del chorro de agua, mayor será el impulso del cohete de agua y el cohete de agua retrocederá. Pero la cantidad de agua emitida es 65433. Antes de que el agua del cohete de agua sea expulsada, la aceleración se detiene debido a la reducción de la presión del aire, lo que aumenta el peso del cohete de agua y hace que caiga prematuramente debido a la influencia de la gravedad. Cuanto mayor sea la masa, mayor será el impulso que se debe proporcionar. Cuando la masa permanece constante, cuanto mayor es la velocidad, mayor es el impulso. La forma de aumentar la velocidad es aumentar la cantidad de agua pulverizada por unidad de tiempo. Por lo tanto, si la presión del aire y el volumen de agua en el cohete de agua son adecuados, el enclave puede estar más lejos y a mayor altura. En el experimento se descubrió que si el volumen de agua es mayor que el volumen de agua, según PV = NRT, podemos obtener el límite superior de la cantidad de agua que se puede rociar bajo una determinada presión. Si la cantidad de agua no es suficiente, se debe rociar antes la cantidad de agua que se puede rociar bajo cierta presión. Según la teoría, al lanzar, primero medimos la cantidad máxima de agua que se puede rociar bajo esta presión y luego calculamos la cantidad máxima de agua que se puede rociar bajo esta presión. Con base en estos dos datos, podemos alcanzar el alcance máximo del cohete de agua (PMAX = fmax×mmax).
2. ¿Cómo mejorar la estabilidad de los cohetes de agua?
Cuando el cohete de agua se eleva, no lo hace verticalmente, sino que a menudo lo hace horizontalmente o hacia los lados. Esto requiere que mejoremos su estabilidad y dejemos que se eleve verticalmente. Para mejorar su estabilidad se debe considerar el efecto de la resistencia atmosférica. Primero, la parte superior del cohete de agua debe apuntar para reducir la resistencia del aire. En segundo lugar, la forma de la botella debe ser cercana a una forma aerodinámica para facilitar el paso del flujo de aire para que se eleve verticalmente, y para que quede vertical cuando se coloca, tomamos un trípode y apoyamos el cohete de agua (no firmemente). , para que pueda colocarse verticalmente.
3. El impacto de la trayectoria de lanzamiento en el alcance.
El volumen de agua está fijado en 600 ml y el ángulo de elevación del lanzamiento es de 50°.
Utilice un lanzador sin orugas y un lanzador de 70 cm para lanzar cohetes de agua respectivamente y registre los resultados y las condiciones de lanzamiento. Se comparó el impacto de la órbita de lanzamiento en la distancia de vuelo. Los resultados experimentales muestran que el alcance causado por los dispositivos de lanzamiento sin orugas y los dispositivos de lanzamiento sin orugas es casi el mismo, por lo que la presencia o ausencia de una oruga no afecta el alcance. Pero cuanto menor sea el impulso, el cohete de agua lanzado por el lanzador sin orugas a menudo se desviará de la dirección prevista. El dispositivo de lanzamiento orbital tiene dos puntos de apoyo, lo que dificulta la producción de componentes en otras direcciones cuando se expulsa la columna de agua, por lo que el cohete de agua puede avanzar con precisión en línea recta. Por lo tanto, los lanzadores orbitales son superiores a los lanzadores sin orugas en términos de precisión.
4. El impacto del peso de la ojiva en la trayectoria de lanzamiento.
El volumen de agua se fija en 600 ml, el ángulo de lanzamiento es de 50° y se utiliza el lanzador orbital. La ojiva se carga con cargas con masas de 30 g, 40 g, 50 gy 60 g en secuencia. Se compara la influencia del peso de la ojiva en la trayectoria de lanzamiento del cohete de agua.
Los experimentos muestran que debido a la influencia de la masa de la cola, el centro de gravedad de la ojiva sin precarga se mueve significativamente hacia atrás. En este momento, debido a que el centro de gravedad es el centro de gravedad del objeto cuando gira, podemos usar el centro de gravedad G como punto de apoyo, y luego, solo con gravedad, la ojiva se convierte en una palanca horizontal con G como punto de apoyo. . Durante el vuelo, la ojiva A y la cola B se verán afectadas por la misma resistencia al viento, pero el punto A es diferente debido a diferentes brazos de momento (AG > AB). Entonces el cohete de agua girará y afectará la vía fluvial. Así que asegúrese de poner material de relleno previo y mover el centro de gravedad G a A, de modo que el brazo de momento AG = BG (es decir, el punto medio del cohete de agua), de modo que los momentos generados por A y B sean los mismo, y se logra un equilibrio. Pero si se coloca demasiado prellenado, el centro de gravedad se moverá hacia adelante, provocando que el brazo de momento AG < BG y el momento A