实验：水火箭箭体制作
实验：水火箭箭体制作
火箭为什麽可以飞行呢？这就像如果我们把充气的气球突然放掉，那麽气球会一面喷出裡面的气体，一面飞走。这看起来好像是某种力量在对气球作用，事实上这个力量并不是来自外界的推力或拉力，而是由气球本身所喷出的气体的反作用力，而产生的力量。
再举一个例子：当你拿着枪在射击时，当子弹飞出的那一瞬间，枪本身也会向后产生了所谓的后座力，而这就是子弹发射时产生的反作用力所造成的。其实更明显的是大砲，在砲弹射出时，整门大砲会有很明显的后座力产生，而子弹及砲弹就是藉由这股反作用力发射出去的，而火箭正可比喻为砲弹，只不过没有砲管罢了。
不论是前述的气球或是子弹，都存在着一种能够移动的力量，这种靠反作用的力量就是「推力」。火箭也和充气的气球一样，并非藉助外来的力量，而是靠火箭本身排出一股热气流，这些气体以高速喷出，所产生的反作用力，推动它向反方向前进。
【水火箭制作过程】
◎ 材料的准备:
1. 600cc或1500cc的保特瓶两个。(单瓶加长型)
2. 头锥可用泡棉板、硬纸板、硅胶、这裡是 用橡胶成型製品。
3. EV[**]泡棉板 200mm*300mm*3mm一张。
4. 尾翼材料可利用泡棉板、硬纸板、塑胶板、烧坏的光碟片製作。(左图600cc的水火箭的尾翼就是用光碟片製作，类似鱼鳍翼) 
◎ 工具的准备:
a. 30cm钢尺: 量取裁切泡棉、纸板用。
b. 钢锯片: 头锥使用橡胶成型锥，须锯掉瓶口。
c. 电工胶布: 固定头锥、瓶子、尾翼用。
d. 管束: 利用管束对齐切割线，切瓶一次完成。
e. 伞形扩孔刀: 多瓶连接时用，可将小孔扩大。
f. 一字起子: 用于调整管束的鬆紧。
g. 尖嘴钳: 成型固定用。
h. 原子笔: 画线注记用。
i. 美工刀: 裁切泡棉、纸板用、瓶子。
j. 10cm长剪刀: 裁剪泡棉、纸板、瓶子。
k. 热融胶枪: 黏贴固定尾翼或组件用。
l. 美工切割垫: 裁剪泡棉、纸板、瓶子的衬底。
◎ 瓶口锯掉: (开始动手了)
1.其实保特瓶的瓶首就是最流线又光滑的，配上橡胶头锥，形成一体流畅的火箭头了。
2.使用钢锯在瓶口的凸缘下方锯断。
3.使用美工刀或挫刀将断面上的毛边修除。
4.如果使用纸板或泡棉製作头锥就不须锯除。
5.参加竞赛用的最好利用自身瓶首製作最佳。
6.利用EV[**]泡棉製作头锥，请参考下列网页:
泡棉头锥&尾翼製作程序
◎ 定位切割线:
1. 一般的保特瓶切割是先用厚纸板围绕瓶子对齐，用奇异笔画上切割线，然后以美工刀切开，不整齐处，再用剪刀修 剪。总共须要三道手续才能完成处理。
2. 在此介绍站长的切割手法，在机械五金行，购买不鏽钢管束，尺寸可套入及锁紧瓶子，锁紧时管束会自行水平定位且不会滑动，以美工刀靠管束边切割即可，一次解决。
3. 600cc 瓶子使用 2½"的管束1250~1500cc 瓶子使用 3½"的管束2000cc 瓶子使4½"的管束。
◎ 切割保特瓶:
1. 锁紧时管束会自行水平定位且不会滑动，以美工刀靠管束边切割即可，一次解决。
2. 美工刀切割时，不可一刀直接切，先轻划几下再用力切开。
3. 由于管束圈住定形，在切割时，不会因为用刀造成瓶子变形，而不易切割或不平整。
4. 切下的瓶底，再与瓶盖，以螺丝结合就 可以用做水火箭的摆放基座。
◎ 套上橡胶头锥:
1. 其实保特瓶的瓶首就是最流线又光滑的，配上橡胶头锥，形成一体流畅的火箭头了，在内部使用强力胶或电工胶带固定头锥。
2. 如果使用纸板製作的尖锥，往往摔个几次就挂了，不过成本较低，但要DIY好几次 !
3 . 橡胶头锥可以利用"壳模"複製，做好"壳模"，在内侧涂硅胶，成形后成锥形，在锥形内部填入硅胶再与瓶子结合成头锥。
4. 利用EV[**]泡棉製作头锥，请参考网页:
泡棉头锥&尾翼製作程序 
◎ 组合上下瓶:
1. 将切除瓶底及装上头锥的上瓶与充气用的下瓶套合。
2. 单一个瓶子的长度不够，所以必须利用另一瓶来加长。
3. 利用瓶子的的瓶首做水火箭头，最适合不过的，套上橡胶头锥，形成流畅的整流罩。
◎ 两瓶结合:
1. 将上瓶套上充气瓶的底部，仔细调整两瓶必须成一直线，飞行时才不会转弯。
2. 由于只有一隻充气瓶，两瓶套合处，只要使用电工胶带缠绕贴紧即可。
3. 如果两隻瓶子都要充气，就必须使用中空螺丝来连结，可以参考下列网页资料:中空螺丝之多瓶连接介绍
◎ 製作置放台:
1. 在前面的上瓶，被切除的瓶底，可以拿来做水火箭的置放台。
2. 因为水火箭的尾翼，如果在平放时，容易受到重压而导致变形脱落。
3. 将瓶盖及瓶底鑽一个3~5mm的孔，用螺丝把瓶盖和瓶底锁在一起，如果会鬆动，在两者之间加上一片3mm的橡胶板或点上热融胶迅速结合，赶快泡水冷却，避免瓶底收缩变形
◎ 座台与水火箭组合:
1. 将瓶底座台与水火箭的充气瓶结合。
2. 平常不玩水火箭时，把喷嘴拆下，将箭体与座台结合，当做摆饰或作品也很不错喔。
3. 左图的水火箭尾翼是用CD片，切成四等份组立的，CD片也可以做砲弹飞车的轮子，薄薄的轮子是轮子也是飞车的导向翼
◎ 裁切尾翼圆套:
1. 无论翼片是用泡棉、纸板、塑胶片CD片，最好是用泡棉做圆套，再以热融胶结合翼片。
2. 用泡棉做圆套的好处是可以拆换不同的尾翼，以同一箭体可测试不同的尾翼效果。
3. 不同的瓶子的直径有些差异，圆套的长度依箭体的总长的1/5左右，概约5~8cm。
◎ 尾翼圆套周长量取:
1. 不同容量的瓶子的直径不同，以公式计算周长会有一些不适用，因为泡棉有3mm厚度，而且圆套又紧套瓶身，所以最好以泡棉围绕瓶身量取。
2. 泡棉围绕瓶身量取时，圆套的周长约少2mm左右，如此在圆套结合后，再套入瓶身会略紧一些，尾翼在飞行或墬落时才不易走位。
3. 尾翼的製作，请参考下列图面 :
泡棉尾翼尺寸及工具材料
◎ 尾翼的四等分位置:
1. 将量取裁剪好的泡棉圆套板，平均划出四片尾翼的位置。
2. 在圆套的接合处两侧，划分出1/8个等份。
3. 以奥雷特600cc的瓶子为例，周长约220mm，四个等份= 220 / 4 = 55mm，八个等份= 55 / 2 = 27.5mm。
4. 划出四片尾翼的位置，务必要垂直，黏合尾翼时才会与瓶身平行，飞行路径不会转弯或箭体旋转。
◎ 设计尾翼样式:
1. 尾翼的式样可以自由发挥，材质可选泡棉、硬纸板、塑胶板、巴沙木、CD片。
2. 基本尾翼的尺寸，概约50*50mm即可。
3. 形状以最长常用的梯形翼、圆形翼、后掠翼、鱼鳍翼，如果翼展较长，所使用的材质，最好要硬一些，飞行时尾翼才不会摆动，否则飞行方向会不稳定。
◎ 裁切尾翼:
1. 按照自己的喜好来设计尾翼，裁切时美工刀要与材料保持90度垂直，断面才会平整。
2. 除了接合的那一边，其他各边可以使用挫刀、砂纸、砂轮机，将外缘打磨圆滑，这样可以减少风阻。
◎ 四尾翼结合:
1. 将四片尾翼，使用热熔胶，在接合面先点上一些，再迅速放在圆套板的等分线上黏住。
2. 黏尾翼时，翼片必须与圆套板成90度角垂直，用胶量先少一些，固定好了再补强一点。
3. 接合胶的选择 :
硬纸板、塑胶板、巴沙木、CD片，一定要使用热熔胶接合。若使用泡棉则可选用热熔胶或瞬间剂。
4. 使用热熔胶必须注意高温，不可以以手碰触熔融的胶，避免烫伤手。使用瞬间剂时，手一定要保持距离，才不致瞬间被黏住，工作场所保持通风，避免眼睛被燻流泪。
◎ 四尾翼的两侧补强:
1. 尾翼放在圆套板的等分线上之后，再使用热熔胶，将翼片的两侧点胶补强。
2. 也可以使用中性硅胶，在翼片的两侧涂胶补圆弧加强，但必须等上几个小时硅胶才会硬化。
◎ 尾翼圆套结合:
1. 尾翼圆套的两侧结合，比较麻烦且不易定位。
2. 为求两侧能稳定地点胶，在接合处先以胶带 将两侧黏住定位，再使用热熔胶点在接合缝内。
3. 尾翼的製作图面，请参考 :
泡棉尾翼尺寸及工具材料 
◎ 对齐接合缝:
1. 在接合缝的背后内侧有胶带辅助定位，接合缝要对齐，圆套的直径才会一致。
2. 此处所使用的胶带，最好用含有纤维的较佳，因为一般的PVC胶带，容易受热而破裂，导致接合缝没有对齐。
3. 含有纤维的胶带，在书局裡有卖，也就是封装书本的装订位置，所使用的胶带
◎ 接合圆套:
1. 在接合缝上，使用热熔胶接合起来。
2. 由于热熔胶要冷却硬化，须要10~20秒左右，所以最好分段，一段一段地接合
起来。
3. 使用热熔胶必须注意高温，不可以以手碰触熔融的胶，避免烫伤手。使用瞬间剂时，手一定要保持距离，才不致瞬间被黏住，工作场所保持通风，避免眼睛被燻流泪。
◎ 套上尾翼:
1. 黏好泡棉圆套之后，检查尾翼片是否垂直平坦，四片翼是否平均相距90度。
2. 套入上瓶子时，尾翼的圆套下方与瓶子的圆弧转平位置对齐(标籤的边缘)，如此整个箭体呈现 "梭子" 的流线外型，风阻可以达到最小，相对可以增加飞行距离。
3. 由于製作圆套时，圆套的周长有减少约2mm左右，因此圆套在套入瓶子时，有一点点紧的，可以使圆套与瓶子紧密贴合
◎ 尾翼定位:
1. 尾翼套入上瓶子时，尾翼的圆套下方与瓶子的圆弧转平位置对齐(标籤的边缘)。
2. 虽然圆套与瓶子紧紧的，但是在飞行墬落在较硬的地面时，由于向下的冲击力，会使尾翼圆套向前移位。
3. 利用胶带将圆套紧紧缠绕在瓶子上，胶带在圆套的断面上，形成一圆弧R角，也可以减少垂直断面所造成的风阻。
4. 由于一般尾翼的下方位置是在瓶口附近，圆套与圆锥瓶首之间，形成一处圆凹槽，气流经过而形成向内迴旋，因而产生负压，使得前进动力受到拖拉损失。
注意事项
1. 使用热熔胶必须注意高温，不可以以手碰触熔融的胶，避免烫伤手，如果碰到了，请迅速泡入冷水即可冷却熔融的胶。
2. 使用瞬间剂时，手一定要保持距离，才不致瞬间被黏住 (这是由于瞬间胶是吸湿性的，手又略微潮湿，因此一碰到就黏住了)，还有工作场所要保持通风，避免眼睛受到刺激，而被燻得流眼泪。
3. 在切割保特瓶时，请循序渐进地，一刀一刀地划，再加一点力切下，可以避免切坏或切不直，而造成毛边，也可防止用刀不慎 的伤害。
附:【泡棉頭錐&尾翼製作程序】
泡棉板:
1、EV[**]泡棉就是常见的托鞋及泡棉拼毯的材料
2、目前市面上可购得厚度3mm的，色彩种类甚多（俗称珍珠泡棉板，但与珍珠板不同），极适合美工劳作的应用。
3、泡棉板可製作车、船、房屋、盒子，质软易于裁切，对于喜欢DIY的朋友是不错的材料。 
量取周长 :
1、量瓶身直径以公式计算圆筒外径：周长 L=2*3.1416*（直径/2）
2、以泡棉板直接包在瓶身上，实际找出长度
3、以奥雷特600cc为例，周长约 221mm。 
四尾翼位置:
1、计算出 4 个等分，两侧为半个等分，周长221/4=55.25mm/等分，27.6mm/半个等分。
2、使用三角尺，画出垂直的直线，一定要垂直，黏尾翼才会与瓶身平行，飞行才会直线稳定。 
梯形尾翼四片:
1、尾翼尺寸依图：55*70*35製出四片翼。
2、最窄的那边（35）两个转角修剪圆。 
粘合尾翼片
1、将四片尾翼，黏在四条等分线上。
2、黏贴时，保持尾翼的垂直及直线上。 
圆筒接合与定位
1、将泡棉板捲起，将两侧端面用胶黏合。
2、剪一条12mm宽，约202mm长的泡棉条，黏在圆筒内侧下方，当尾翼筒套入保特瓶的定位作用。 
半圆锥与圆筒
1、如同步骤一，计算或量出周长，剪裁出一片，供圆筒用的泡棉板。
2、剪一片半圆泡棉板，其半径与保特瓶的直径相同（圆锥呈等腰三角形/60度内角）。
3、剪裁半圆泡棉的圆弧时，剪刀口倾斜约45度，断面呈45度，作成圆锥时，圆锥口才能平贴缝小。 
圆筒接合与圆锥接合
1、半圆泡棉的中心点，必须磨薄，捲合时，在尖端才能黏合
2、或者，在中心处剪掉6mm的圆孔，在捲合时，尖端就不会无法密合，但会有一个圆孔，那就用热熔胶涂上封住，顶端呈圆形。
3、黏合圆锥不易定位，可在内侧先用PVC胶带黏贴定位，再点胶固定。 
自制头锥与尾翼完成
1、将圆锥与圆筒结合，先找两对角先黏合，再陆续同样在其他对角黏合。
2、剪一条12mm宽，约202mm长的泡棉条，黏在圆筒内侧靠近圆锥底位置，当头锥筒套入保特瓶的定位作用
3、圆锥体内部，可以利用保丽龙或PE泡棉填入，可减少坠地撞击损坏。 
注意事项
1、裁切位置儘量保持直线及刀口垂直，在黏合时，不会因为缝隙太大而不容易接合。
2、使用瞬间胶，可先用微湿毛巾，在接合处擦拭一下，使胶的硬化速度更快，（因为瞬间胶是吸湿性的胶）。
3、使用热熔胶也可以，不过如果水火箭放在车内晒太阳，它就会因高温软化导致整个解体。
4、初期结合先在几个位置先点少量的胶先行定位，确定后再点入较多的胶。
【水火箭发射步骤】
1﹑加水→依据动量守恆(牛顿第三运动定律)，可增加反作用力。
因为保特瓶容纳的空气有限，在喷气嘴打开的瞬间，空气一下就冲出来了，以致水火箭所获得的动量变化小(或反作用力小)，飞行的速度及距离就小。而加入水后，压缩空气将水向外推，当水流高速向外冲出时，水火箭所获得的动量变化就很大(反作用力增加)，也就能推动水火箭向上升空。
2﹑打气→增加压力舱内的气压，以便快速将水排出。
单位面积中所受空气的作用力称为压力。P＝F/[**] ； P：压力 F：作用力 [**]：面积
故压力愈大，所产生的作用力也愈大，反作用力也愈大。
3﹑发射→作用力与反作用力(牛顿第三运动定律)
牛顿第三运动定律：如果以一力推（拉）一物体时，该物体会以相等大小的力推（拉）施力者。
1.灌得饱饱儿的气球，裡头充满了空气。
2.把吹气口鬆开，空气就会从吹气口咻咻咻的跑出来。
3.往后面喷出来的空气力量，会把气球往前面推进。火箭的冲力，也是利用这种反作用力产生的。
水火箭升空的原理和把气球放气的道理一样。
4﹑飞行→重力、弹道飞行、空气阻力
重力：使物体落回地面的力。两物体间重力大小取决于它们之间的距离，也取决于物体的质量。距离愈大，拉在一起的力量就愈小。物体的质量愈大，重力就愈大。
弹道飞行：物体以一起始力向一仰角方向作用，物体受到地心引力的影响，呈一抛物线方式飞行。此抛物线即为弹道。
空气阻力：物体移动穿过空气时，空气分子撞在物体上产生摩擦力，此种摩擦力称之为空气阻力。
水火箭升空后，靠本身的惯性力量继续飞行，可是受到地心引力及空气阻力的影响，使得速度愈来愈慢，最后呈抛物线掉落地面。
5﹑尾翼的作用
尾翼的作用在于维持水火箭前进的方向。
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