國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

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空氣火箭

一飛沖天的簡易火箭!

器材:西卡紙(或月曆紙)、膠水、膠帶、大保特瓶、洗衣機排水管、熱熔膠
操作步驟與現象

  相信很多人都玩過有趣的水火箭,但是水火箭需要購買特定的零組件(例如發射頭泡棉機翼板等等)。以下介紹的「空氣火箭」更為簡便又便宜,不必訂購特殊的組件。

發射器的製作

1.首先在家庭五金店購買一條洗衣機的排水管(如圖一),挑選時注意排水管的一端,要能塞進保特瓶的瓶蓋,而且儘量大小一致,縫隙越小越好。

2.將保特瓶的瓶蓋鑽一個洞,洞的大小建議約一元硬幣大小(直徑約1.5~2.0公分)。鑽好洞以後,將瓶蓋以熱熔膠固定在排水管的一端(如圖二)。注意:瓶蓋與排水管的縫隙必須緊密封緊,避免漏氣。

3.將大的保特瓶(一公升以上)旋緊在瓶蓋上,就完成了發射器的製作。

火箭的製作

  火箭本體以西卡紙製作,基本上包括三個部分:(1)直筒狀且一端密閉的火箭本體;(2)火箭頭部;(3)尾翼。製作步驟如下:

1.取西卡紙裁切長度約15公分(箭身長度),寬度則配合排水管另一端的開口大小,再捲成圓筒狀。注意:這是很關鍵的步驟,西卡紙捲成的圓筒必須可以插入排水管的開口,而且要緊一點,不能太鬆!換言之,在能夠插入排水管管口的前提下,越緊密則效果越好。

2.確定圓筒的大小後,先以膠水黏貼固定,再以膠帶將西卡紙黏牢成為筒身。

3.將西卡紙剪一圓圈,黏貼在完成的圓筒的一端,以密閉筒身,必須確認沒有縫隙不會漏氣。

4.火箭頭部的製作:將西卡紙剪一扇形(如圖三右上),並捲成圓錐形的甜筒狀,黏貼在上一步驟的圓筒上(圓筒封閉的一端)。

5.尾翼的製作:可製作三片或四片的尾翼(如圖三右下),黏貼在圓筒的開口端,而形狀可以自行設計。必須注意的是:(1)不可粘在圓筒的最底部,必須有段距離,以便可以插入排水管中。(2)無論是製作三片或四片尾翼,都必須對稱的黏在圓筒上。(3)尾翼不要太大,避免增加過多的重量而影響飛行距離。火箭完成後如圖四。

 完成火箭的製作,就可以試驗發射了。裝置如圖五。

實驗結果請觀看實驗影片(529K

  發射時最好有二個人合作,一位手持排水管調整發射角度,並固定保特瓶。另一位則負責踩踏保特瓶,以利用空氣的壓力將火箭射出。請注意:不要助跑後跳踩空瓶,以避免向後滑倒受傷,當然也不可以對準有人的地方發射。

  火箭飛行的距離,可以超過15公尺以上喔!

叮嚀的話

  在教學上,待學生熟悉發射方法後,請學生實際操作並記錄,並探討發射角度與飛行距離的關係,例如與地面夾角30度、45度、60度、80度,記錄飛行的距離。(每個角度重複三次求平均值)

  實驗完成後,請將各組數據寫於黑板上,指導學生影響距離的可能原因,以及觀摩各組的火箭,並分享製作心得。

參考資料

Science Toy Maker:(1) http://www.sciencetoymaker.org/airRocket/asmblRockt.html;(2) http://www.sciencetoymaker.org/index.html