“3—2—1—點火!發(fā)射!”隨著指揮官的口令,一艘火箭正噴出耀眼的火柱,昂揚起飛,大地震顫,空氣中全是機器的轟鳴聲。其實,無論是小型火箭——導彈,還是火箭中的大哥大——運載火箭,它們起飛的原理都基本相同,都是運用了反作用力。利用反作用力,我們在家里也能發(fā)射火箭!
在圍觀火箭發(fā)射的過程中,為什么會感到大地在顫抖呢?這是因為火箭上升的力量是大地給予的,如果大地不夠堅硬,是發(fā)射不了火箭的。因此,所有的火箭發(fā)射基地的地基都要格外堅固。那么,我們該用什么來模擬火箭發(fā)射的基地呢?
我們先找一個空的飲料瓶,它將為你的火箭提供充足的起飛動力。將飲料瓶的瓶蓋取下來,鉆一個孔,準備一粗、一細兩根長度相近的吸管,再將細吸管插入孔內(nèi),鉆入瓶中一部分(如圖1)。然后用彩泥將吸管與孔之間的空隙進行密封,當擠壓飲料瓶時,所有的氣體都只能通過細吸管向外噴。接著將粗的吸管套在細的吸管之上(如圖2)。最后用彩泥將粗吸管上面的開口封死。這樣,一個吸管火箭就做好了(如圖3)。
所有的工作都做好之后,就可以和小伙伴們比一比,看看誰的火箭飛得更高、更遠。
告訴大家小竅門
為了讓火箭飛得更高和更遠,有的人可能會選用更大的飲料瓶,但其實是適得其反的。換了大瓶子,成績反而不如之前小瓶子好了。這是為什么呢?
其實氣管火箭之所以能夠發(fā)射出去,是因為瓶子擠壓,使得瓶內(nèi)壓力升高,多余的氣體被擠壓出來,順著細吸管進入粗吸管——也就是吸管火箭的內(nèi)部,吸管火箭和細吸管之間有空隙,氣體可以從空隙中流出,但如果瓶內(nèi)氣體噴出的速度很快,力量很大,空隙不足以將所有的氣體流出,此時多余的氣體就會撐開吸管火箭頭部的彩泥和細吸管之間的空間,讓吸管火箭依靠慣性發(fā)射出去。
明白這個道理,我們就知道飲料瓶的空間只要比吸管火箭大,就足夠讓吸管火箭發(fā)射出去了。在這個基礎上,如果氣體噴出的速度越快,力量越強,那么吸管火箭得到的發(fā)射力量就越大,發(fā)射的距離就越遠,高度就會越高了。所以,選用更容易變形的小飲料瓶,反而更容易獲得佳績。
吸管火箭的原理
吸管火箭的發(fā)射原理和運載火箭的發(fā)射原理一樣,都利用了牛頓第三定律(Newton's third law)。定律表明:當兩個物體互相作用時,彼此施加于對方的力,其大小相等、方向相反。所以,當運載火箭起飛的時候,在附近觀看的人們才會有地動山搖的感覺,這巨大的震動來自于火箭施加于地面的作用力,而地面對于火箭的反作用力則讓火箭飛出了地球。那么,你現(xiàn)在是否可以解釋我們吸管火箭能夠發(fā)射出去的原理了呢?