学校要制作喷水火箭,问一下喷水火箭的原理是什么,和水和空气的比例是多少?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/14 13:51:48

一、前言

水火箭是以力学能推进。水火箭的操作原理主要以牛顿第三定律(作用力和反作用力定律)为主,当高压水柱由压力槽激发出来时,强大的推力(反作用力)会将整个箭身往上带,火箭就飞起来了。其实水火箭的基本原理就和真正的火箭载具一样,只是推动的燃料是水和高压空气,所以我们还需考虑到基本的气体动力学和流体力学。

二、理论说明

水火箭的发射步骤最重要的就是装水和打气。这两个动作都是有理论基础的,以下就是这两个动作背后的理论说明:

装水 —水火箭在发射前要先装水,水量大概介於压力槽全部容量的三分之一到二分之一间。就像真正的火箭一样,水就是水火箭的燃料,是用来当推进动力的,与真正的火箭不同的是火箭燃料是释放化学能,而水火箭则是释放力学能,所以装水是加入水火箭发射时所需的燃料。

打气 —接下来要用打气筒连接水火箭打气。当你在打气时,你的手正在对空气分子做功,空气分子带有能量,慢慢地累积在水火箭的压力槽里,就变成了发射的动力来源—也就是力学能。

三、发射用具

由於水火箭的推力是由高压空气和水所提供,所以我们需要一些能抗高压的塑胶材料来发射水火箭,一般所需要的用具有连接器、喷嘴、弹头、打气筒、压力计和发射架。以下是它们的基本介绍:
1. 连接器–由四分接头与打气风嘴组合而成,发射时卡住喷嘴以利释放,优点是可以随意控制发射时间及压力。打气时,打气筒连接打气风嘴,发射时,用手迅速下拉连接器,箭体就发射出去了。

2. 喷嘴–水火箭最重要的零件,需要绝对抗高压的塑材,一般自制的喷嘴是以碳酸汽水瓶盖和双向接头黏合而成,另外还有品质较好的日本制品。

3. 弹头–弹头需要较小的阻力,又能抵消冲击力的塑材。

4. 打气筒– 脚踏车的打气筒,最好是用手打气,而不要用较脆弱的脚踩式打气筒。

5. 压力计– 用来测量打气筒与水火箭压力槽的压力,通常是装置在打气筒上,使之与打气筒、压力槽连通。

6. 发射架

四、发射程序

装置发射架 → 加入适量的水 → 将喷