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Vast, Warm and Elegant

吸管火箭

装饰后的火箭

导言:“嗖”的一声腾空起,吸管空运橡皮泥,运载火箭也无奇,起飞靠反作用力。

材料/工具:细吸管、粗吸管、橡皮泥、塑料瓶

3……2……1……点火!发射!

随着指挥官的口令,一艘火箭正喷出耀眼的火柱,昂扬起飞,大地震颤,空气中全是机器的轰鸣声。随着火箭直冲云霄而去,大地的颤抖渐渐平息下来,围观的人群开始庆祝这次成功的发射。搭载着卫星飞上天进入太空的火箭叫做运载火箭,它们可谓是火箭中的大哥大。其实,无论是小型的火箭——导弹,还是火箭中的大哥大——运载火箭,它们起飞的原理都相同,都运用了反作用力。利用反作用力,我们在家里也能发射火箭!

在围观火箭发射的过程中,为什么会感到大地在颤抖呢?是因为火箭上升的力量就是大地给与的,如果大地不够坚硬,是发射不了火箭的。所以,所有的火箭发射基地的地基都要尤其坚固。那么我们用什么来模拟火箭发射的基地呢?请你找一个空的饮料瓶,它将为你的火箭提供充足的起飞动力。将饮料瓶的瓶盖取下来,钻一个孔,准备一粗、一细,长度相近的两个吸管,将细吸管插入孔内,钻入瓶中一部分,然后用彩泥将吸管与孔之间的空隙进行密封,当挤压饮料瓶时,所有的气体都只能通过细吸管向外喷。这个时候,再将粗的吸管套在细的吸管之上,用彩泥将粗吸管上面的开口封死。吸管火箭的雏形就做好了。你还可以用硬纸片剪成尾翼、卷成火箭头,涂擦一些颜料,让你的火箭变得更漂亮、更逼真。所有的工作都做好之后,就可以和小伙伴们比一比,看看谁的火箭飞的更高,飞的更远。

【小窍门】

为了让火箭飞的更高和更远,有的人可能会选用更大的饮料瓶,但其实是适得其反的。换了大瓶子,成绩反而不如之前小瓶子好了。这是为什么呢?其实气管火箭之所以能够发射出去,是因为瓶子挤压,使得瓶内压力升高,多余的气体被挤压出来,顺着细吸管进入粗吸管——也就是吸管火箭的内部,吸管火箭和细吸管之间有空隙,气体可以从空隙中流出,但如果瓶内气体喷出的速度很快,力量很大,空隙不足以将所有的气体流出,此时多余的气体就会撑开吸管火箭火箭头部的彩泥和细吸管之间的空间,让吸管火箭依靠惯性发射出去。明白了这个道理,我们就知道了,饮料瓶的空间只要比吸管火箭大,就足够让吸管火箭发射出去了。在这个基础上,如果气体喷出的速度越快,力量越强,那么吸管火箭得到的发射力量就越大,发射的距离就越远,高度就会越大了。所以,反而选用更容易变形的小饮料瓶,更容易获得佳绩。

【小知识】

吸管火箭的发射原理和运载火箭的发射原理一样,都利用了牛顿第三定律(Newton’s third law)。定律表明:当两个物体互相作用时,彼此施加于对方的力,其大小相等、方向相反。所以,当运载火箭起飞的时候,在附近观看的人们才会有地动山摇的感觉,着巨大的震动来自于火箭施加于地面的作用力,而地面对于火箭的反作用力则让火箭飞出了地球。那么,你现在能不能说一说我们吸管火箭能够发射出去的原理了呢?

参考资料:http://moscienceadventure.blogspot.com/2014/09/squeeze-bottle-straw-rocket.html

原文发表于《知识就是力量》(2015年8月刊)

http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/zsjsll201508010

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