X
تبلیغات
آموزش علوم تجربی - ساخت موشک آبی به همراه سکوی پرتاب

آموزش علوم تجربی

نگاهی تازه به علوم و آموزش آن

ساخت موشک آبی به همراه سکوی پرتاب





چگونه موشک آبی بسازیم ؟

موشك آبي :
شامل محفظه ای است كه گاز را تا فشار زيادي نگه داري مي كند و ناگهان به بيرون منتقل مي كند . وزن و نيروي رانش در اين موشك در طول پرواز تغيير مي كند. (بالن يك مثال ساده از موشك است. )


قوانين نيوتون و پرتاب موشك :
1. قانون اول نيوتون : موشك بر روي پايه قرار مي گيرد تا زماني كه نيرويي نا متوازن به آن وارد شود.
2. قانون دوم نیوتون : مقدار شتاب و انرژي موشك به ميزان هوايي كه به داخل موشك پمپ شده بستگي دارد.
3. قانون سوم نیوتون : با اضافه کردن آب به موشك نيرو افزايش مي يابد . علاوه بر اين آب باعث افزايش جرمي است كه موشك هنگام پرتاب دارد و هم چنين افزايش فشاري كه به بيرون وارد مي كند . سر انجام واكنش هوا باعث به وجود آمدن نيرويي در خلاف جهت مي شود كه موشك را به سمت جلو مي راند.

مواد لازم :
دو بطری پلاستیکی 2 لیتری
روزنامه ( متعادل کننده )
فوم ( بال ها)
فنت دوچرخه ( قسمت سر )
کاغذ ( مخروط دماغه )
نوارچسب
قیچی
ماژیک
...

اجزای موشک :

الف ) بدنه ی اصلی :قسمت انتهایی دو بطری دو لیتری را ببرید.


ب ) متعادل کننده :
روزنامه را به صورت توپ مچاله کرده و آن را در قسمت سربطری دو لیتری قرار دهید.  ( می توان به جای روزنامه از مواد دیگری مثل شن ، فوم و ... برای افزایش جرم استفاده کرد. )
انتهای یک بطری را بر سر بطری دیگر  بگذارید تا کاملاً روزنامه ها را فشرده کند . از یک یا چند تکه چسب برای محکم کردن ته بطری  به بدنه ی بطری دیگر استفاده کنید . نیمه ی پایینی بطری دوم را  در داخل انتهای  بطری اول فرو کنید تا کاملاً صاف شود و برای کمک کردن محل اتصال دوبطری از چسب استفاده نمایید.


ج ) مخروط دماغه :
کاغذ را به شکل یک مخروط در آورده و از چسب برای محکم ماندن آن استفاده کرده و مخروط دماغه را به قسمت انتهایی بطری ( سر موشک ) با چسب وصل کنید.


  د )  بال ها  : 
طرح یکی از بال ها را انتخاب نموده و از ماژیک برای کشیدن طرح اولیه بال ها بر روی فوم استفاده کنید. بال ها را ببرید . از چسب برای اتصال بال ها به بدنه ی موشک استفاده نمایید.


  ه ) فنت و دهانه :
در بطری نوشابه را سوراخ کنید و فنت را  از آن رد کنید.  و با واشر آن را محکم کنید تا هوا ندهد.


و) در نهایت طول موشک ، طول بال ها و ... را اندازه گیری کنید.


پایه :
پایه در مرحله ی اول یک وسیله برای هدایت موشک در مسیر مستقیم است . پایه می تواند به صورتی ساخته شود که باعث شود پرتاب ناگهانی انجام شود که این باعث می شود نیروی عمل بیش تر شود در نتیجه نیروی عکس العمل بیش تر و برد نیز بیش تر خواهد شد.   
هرگونه  ناپایداری در طی پرواز باعث تغییر جهت آن و بدون بازگشت به مسیر اولیه می شود. این موضوع هم در پایه های ساکن و هم پایه های دستی مورد اهمیت است . 


عوامل موثر در برد:  (این نتایج از طریق آزمایشات متوالی به دست آمده و هیچ گونه ارزش علمی ندارد !)

قطر دهانه ی بطری :
به ازای هر 5/0 لیتر ، 5 میلی متر است .

طول موشک :
هر چه طول موشک بیش تر باشد ، پایداری بیش تری دارد .

وزن موشک :
 وزن موشک به ازای هر لیتر می تواند حدود 150 گرم باشد .

چگونگی سطح خارجی بطری :
هر چه سطح خارجی بطری صاف و صیقلی تر باشد ، برد موشک بیش تر می شود .

شکل و طول مخروط :
 هر چه سر مخروط تیز تر باشد راحت تر هوا را می شکافد . و هر چه بلند تر باشد باعث بلند تر شدن موشک و درنتیجه افزایش پایداری آن می شود .

طول و شکل باله ها :
 طول بال نباید از 4/1 طول کل موشک بیش تر باشد و بهترین شکل ترکیبی از ذوزنقه و نیم دایره است .

مقدار آب داخل بطری :
 بهترین میزان آب تقریبا 2/1 تا 3/1 حجم  کل بطری می باشد .

میزان فشار داخل بطری :
هر چه فشار بیش تر باشد ، برد بیش تری را هم دارد

مرکز فشار (CP ) :
بهترین مکان برای برآیند بردار ها ،  انتهای بطری است .

مرکز جرم (CM ) :
اگر مرکز جرم در  3/1 جلوی بطری قرار گیرد باعث می شود تا حرکت پرتابه ی بهتری را داشته باشد .

زاویه ی پرتاب :
بهترین زوایا برای پرتاب موشک حدو 30 تا 35 درجه است .

مدل سکو (پایه) :
هر چه اصطحکاک سکو با موشک کم تر باشد و سکو استحکام بیش تری داشته باشد ، بهتر است .

http://www.spartanburg1.k12.sc.us/lhs/academics/Industrial%20Technology/jr%20high%20project%20pics/water_rockets_and_egg_capsule_pr.htm
و
http://www.miamisci.org/www/gallery/album04
دو سایت هستند که مسابقات پرتاب موشکی را که برای کودکان است نشان می دهند. (پیشنهاد می کنم که یا سطح مسابقات را بالا ببریم یا آن را برای بچه ها برگزار کنیم!)

http://www.rokit.com : این هم سایتی است که وسایل و لوازم پرتاب موشک را می فروشد (البته آقای شیرزاد نیز تصمیم به انجام چنین کاری داشتند !)

http://www.seeds2learn.com/WaterRocketFunV3.4.exe : از این جا هم می توانید نرم افزار شبیه سازی پرتاب موشک را دانلود کنید !



نمودار های مربوط به میزان آب بطری
(بطری در نمودار اول 2.25 لیتری بوده است)

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


نمودار مربوط به انواع بطری ها


--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


نمودار مربوط به زاویه و برد


--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


عکس های مربوط به مدل سر موشک


--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


این هم  عکس های مربوط fi فشار


برچسب‌ها: آزمایش های جالب, فیزیک, موشک آبی, مهدی رسولی, مهدی رسولی کهکی
+ نوشته شده در  چهارشنبه 1390/09/02ساعت 3:10 بعد از ظهر  توسط مهدی رسولی کهکی  |