ข่าว O-NET/GAT/PAT
ข่าวการศึกษา
คะแนน แอดมิชชั่น
สูงสุด-ต่ำสุด
คณิตศาสตร์
วิทยาศาสตร์
ข่าววิทยาศาสตร์
ภาพยนตร์วิทยาศาสตร์
เรื่องน่ารู้
พจนานุกรม
นักวิทยาศาสตร์
คำถามวิทยาศาสตร์
สีสันวิทยาศาสตร์
การทดลองวิทยาศาสตร์
บทเรียน / แบบฝึกหัด
ฟิสิกส์ - เคมี - ชีวะ
ภาษาอังกฤษ
ภาษาไทย
ดาราศาสตร์
ประวัติศาสตร์
มุมคนเก่ง
คลังข้อสอบเก่า
คลังความรู้หลักสูตรเก่า
I.Q. Tests
 

 

หน้าแรก | มุมนักเรียน | หน้าแรกวิทยาศาสตร์ | การทดลองวิทยาศาสตร์

การทดลองวิทยาศาสตร์
   

จรวดน้ำ
 
ระดับชั้น : มัธยมต้น

จรวดขวด PET (Poly Ethylene Terephthalate) คือจรวดที่สร้างจากขวดพลาสติกน้ำอัดลม ขับเคลื่อนด้วยน้ำโดยอาศัยแรงดันของอากาศที่บรรจุอยู่ภายใน จรวดขวด PET ที่สร้างด้วยขวดขนาด 1.25 หรือ 2 ลิตร และเติมน้ำประมาณ 1 ใน 3 ของขวด ใส่แรงดันอากาศ ที่ 80 psi จะมีความเร็วต้นไม่น้อยกว่า 76 เมตรต่อวินาที หรือ 170 ไมล์ต่อชั่วโมง การทําจรวดน้ำควรใช้ขวด PET จากขวดน้ำอัดลมเพราะทนแรงอัดอากาศได้ดีกว่าขวด PET จากขวดน้ำดื่ม


เป้าหมาย

สามารถสร้างจรวดน้ำอย่างง่ายๆ ได้


เครื่องไม้ เครื่องมือ


ส่วนฐานยิงจรวด

ประกอบด้วย 5 ส่วนสําคัญคือ ส่วนตัวฐานยิง ส่วนปลดล๊อค ส่วนประคองขวด ส่วนปรับองศาที่จะยิง และปั๊มลม

ฐานยิงได้มีการออกแบบฐานยิงออกมาหลายแบบรูปแบบ แต่ระบบที่ใช้ยิงหรือปล่อยจรวดออกจากฐานที่ใช้อย่างแพร่หลายมี 2 ระบบคือ ระบบปลดล๊อคคอขวด และระบบปลดล๊อคเร็ว ทั้ง 2 ระบบมีข้อดีข้อเสียดังนี้


-
ระบบปลดล็อคคอขวด
ระบบปลดล็อคเร็ว
ราคาถูก
/
-
ทำได้ง่าย ขั้นตอนไม่ซับซ้อน
/
-
ยิงได้อย่างต่อเนื่อง (มีจรวดหลายลำ)
/
-
ไม่ต้องใช้เท้าเหยียบฐานเวลายิง
-
/
รูปทรงกระทัดรัดกว่า
-
/
น้ำหนักเบา
-
/
ผู้ยิงไม่เปียก (จากแรงดันน้ำในจรวด)
-
/


ตัวอย่างฐานยิงจรวดระบบปลดล๊อคเร็วแบบต่างๆ




ฐานยิงระบบปลดล๊อคเร็ว โดยใช้กระโหลกไฟหน้ารถมอเตอร์ไซด์และชุดเบรกหลังรถจักรยาน



อุปกรณ์ฐานยิงระบบปลดล๊อคเร็ว โดยใช้กระโหลกไฟหน้ารถมอเตอร์ไซด์และชุดเบรกหลังรถจักรยาน

    1. กระโหลกไฟหน้ารถจักรยานยนต์

    2. ชุดเบรกหลังรถจักรยาน

    3. ชุดข้อสวมเร็วสายฉีดน้ำ (ใช้ทั้งตัวผู้และตัวเมีย)

    4. ตัวประคองจรวด

    5. แผ่นวัดองศาการยิง (ไม้โปรแทรกเตอร์ชนิดครึ่งวงกลม)

    6. ขาตั้ง

    7. สายลมเข้า

    8. เกจวัดความดันลม (Air Pressure Gauge)

    9. วาล์วกันกลับ

    10. ปั๊มลมจักรยาน

ฐานยิงระบบปลดล๊อคคอขวดโดยทั่วไป



ฐานยิงระบบปลดล๊อคคอขวด


อุปกรณ์ฐานยิงระบบปลดล๊อคคอขวด

    1. ฐาน

    2. แผ่นวัดองศาการยิง

    3. แผ่นปรับองศาการยิง

    4. ก้านล๊อคคอขวด

    5. สปริงดึงก้านล๊อคคอขวด

    6. ตัวประคองจรวด

ส่วนลำตัวจรวด

    1. ตัวจรวด คือส่วนที่ต้องใช้ขวด PET เพื่อรับแรงอัดอากาศและน้ำ (Pressure tank)

    2. หัวจรวด คือส่วนที่ต่อจากก้นของขวด PET (โดยปกติจรวดจะพุ่งไปข้างหน้าโดยใช้ก้นขวด ส่วนปากขวดทําหน้าที่ปล่อยอากาศและน้ำเพื่อขับดันตัวจรวด) ทําหน้าที่แหวกอากาศเพื่อลดแรงต้านของอากาศ

    3. ครีบหาง, แพนหางหรือปีก ทําหน้าที่บังคับทิศทาง


แสดงฝีมือหน่อยซิ



  1. นำขวด PET มา 2 ใบ



  2. ตัดขวด PET โดยใช้คัตเตอร์ยาวพอให้ปลายกรรไกรสอดเข้าไปได้



  3. ขีดแนวเส้นใช้กรรไกรตัดจากส่วนล่าง จะได้แนวตัดตรงกว่าตัดจากด้านบนลงล่าง



  4. เมื่อได้ขวดที่ตัดก้นออกแล้ว นําดินน้ำมันมาอุดที่ปากขวดเพื่อถ่วงน้ำหนักให้จรวดพุ่งไปข้างหน้า น้ำหนักของดินน้ำมันขึ้นอยู่กับน้ำหนักของตัวจรวดด้วย ซึ่งเราจะต้องทดสอบขณะยิงจรวดเป็นระยะ ว่าน้ำหนักมากหรือน้อยเกินไป



  5. ต่อขวดทั้งสองใบด้วยเทปกาวที่ใช้ติดสันหนังสือเพื่อง่ายแก่การแกะออก เพื่อถ่วงน้ำหนักดินน้ำมัน แต่ถ้าเราได้น้ำหนักที่พอดีแล้ว การเชื่อมต่อขวดควรใช้กาวที่ใช้ติดกระจกตู้ปลาหรือกาวซีแลนท์กันรั่วซึม หรือใช้เทปกาวติดสันหนังสือ เพราะใช้กาวอื่นๆ เช่น กาวตราช้าง จะไม่เกาะติดกับขวด PET (แนะนําให้ใช้เทปกาวติดสันหนังสือ เพราะช่วยเพิ่มสีสันให้แก่ตัวจรวดด้วย)



  6. ตัดส่วนแพนหางจากพลาสติกลูกฟูกหรือวัสดุอื่นๆ ที่มีน้ำหนักเบา ส่วนรูปแบบขึ้นอยู่กับความพอใจของผู้ทํา 2, 3 หรือ 4 ชิ้น ซึ่งอาจจะทดลองเปลี่ยนรูปแบบอื่นๆ ว่าแบบใด ทําให้จรวดพุ่งไปได้ไกลหรือตรงมากที่สุด ในขณะที่ตัวแปรอื่นๆ เท่ากัน ได้แก่ ปริมาณน้ำในขวด แรงดันอากาศ และองศาของการยิงต้องเท่ากัน



  7. ติดแพนหางเข้ากับตัวจรวด โดยใช้เทปกาว 2 หน้าอย่างหนาและอย่างดี เพราะจะติดกับขวด PET ได้แน่นกว่าเทปกาวราคาถูก



  8. ได้ตัวจรวดตามต้องการ อาจจะมีการต่อตัวจรวดให้ยาวขึ้นหรือต่อชิ้นส่วนทําเป็นจรวด 2 ตอน ติดร่มชูชีพ หรือตกแต่งเพิ่มขึ้นเพื่อความสวยงาม



  9. จรวดติดตั้งบนฐานยิง พร้อมที่จะทําการทดสอบ



มันเกิดขึ้นได้อย่างไร

    • การเคลื่อนที่ของจรวดพลังน้ำ สามารถอธิบายได้ด้วยกฏการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตัน ซึ่งคิดขึ้นโดย เซอร์ ไอแซค นิวตัน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ซึ่งอธิบายไว้ว่า ในธรรมชาติเมื่อมีการกระทํา (หรือแรง) ใดๆ ต่อวัตถุอันหนึ่ง จะปรากฏแรงที่มีขนาดเท่ากันแต่มีทิศทางที่ตรงกันข้าม กระทํากลับต่อแรงนั้นๆ


    • จรวดพลังน้ำสามารถสามารถขับเคลื่อนขึ้นไปได้ แรงดันลมที่ถูกบรรจุอยู่ภายในขวดจะขับดันน้ำพ่นออกทางท้ายของจรวด และส่งผลให้เกิดมีแรงในทิศตรงกันข้ามซึ่งถูกเรียกว่า แรงผลัก ผลักดันให้จรวดเคลื่อนที่ไปทางด้านหน้า นอกจากแรงผลักแล้ว ยังมีแรงอื่นๆ ที่มีส่วนสําคัญในการเคลื่อนที่ไป หรือต่อต้านการเคลื่อนที่ของจรวดอีก ซึ่งได้แก่ น้ำหนัก แรงต้าน และแรงยก


    • น้ำหนัก คือแรงเนื่องจากสนามความโน้มถ่วงของโลกที่กระทําต่อวัตถุ โดยทั่วไปในการศึกษาเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ เราจะพิจารณาถึง น้ำหนักรวมของวัตถุ ซึ่งเป็นแรงจากสนามความโน้มถ่วงที่กระทํา ณ ตําแหน่ง จุดศูนย์กลางมวล


    • แรงต้าน คือแรงที่ขัดขวางการเคลื่อนที่ของวัตถุ ผ่านในตัวกลางที่เป็นของเหลว (รวมถึงอากาศ) มีทิศในทางตรงกันข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุ แรงต้านนี้เกิดเนื่องจากความแตกต่างของความเร็วที่ผิวสัมผัสของของแข็ง ในระหว่างที่มันเคลื่อนตัวผ่านไปในของเหลว ดังนั้น ทุกๆ ส่วนของวัตถุจึงมีผลในการก่อให้เกิดแรงด้านนี้ ดังนั้นในการออกแบบจรวด หรืออากาศยานใดๆ จําเป็นต้องพิจารณาถึงรูปร่างของวัตถุนั้นด้วย


    • แรงยก เป็นแรงที่ทําหน้าที่พยุงอากาศยานให้ลอยได้ในอากาศ แรงยกโดยทั่วไปจะเกิดที่ส่วนของปีกและแพนหางที่มีการเคลื่อนที่ และรบกวนในการไหลของอากาศ ให้มีการเบี่ยงเบนทิศทาง ดังนั้นถ้าไม่มีการเคลื่อนที่ก็ไม่เกิดแรงยกขึ้น


ข้อควรระวังในการทดลอง

จรวดขวด PET ถึงจะดูเผินๆ คล้ายของเล่น แต่เนื่องจากมันสามารถวิ่งไปด้วยความเร็วต้นไม่น้อยกว่า 76 เมตรต่อวินาที ดังนั้นในการเล่นจรวดขวด PET จึงมีข้อควรระวัง และจําเป็นต้องปฏิบัติตามดังนี้

    1. เด็กๆ ที่อายุน้อย ควรเล่นภายใต้การควบคุมอย่างใกล้ชิดจากผู้ใหญ่

    2. ไม่ควรปล่อยจรวดในทิศทางที่มีคน หรือกลุ่มคน

    3. ไม่ควรเล่นจรวดในที่คับแคบ และใกล้เคียงกับอาคาร รถยนต์ หรือสิ่งหนึ่งสิ่งใดที่แตกหักเสียหายได้จากการพุ่งชนของจรวด

    4. ไม่ควรเล่นจรวดใกล้สายไฟฟ้าแรงสูง หรือถนนที่มีรถยนต์วิ่งไปมา

    5. ห้ามใช้วัสดุอื่นใดที่ไม่ใช้ขวดน้ําอัดลม (ขวด PET) อาทิเช่น ขวดแก้ว ขวดน้ำดื่มพลาสติกในการทําตัวจรวด

    6. ห้ามปล่อยจรวดในที่ที่มีลมพัดแรง ทั้งนี้จะทําให้จรวดเปลี่ยนทิศทาง และก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้คนรอบข้างได้

    7. ควรมีอุปกรณ์สวมอุปกรณ์ป้องกันศีรษะ และดวงตา ในการเล่นจรวดขวด PET

    8. ไม่ยิงจรวดขวด PET ในบริเวณใกล้เคียงกับสนามบิน หรือที่ที่มีการขึ้นลงของเครื่องบินโดยสารหรือเครื่องบินขนาดเล็ก

    9. ก่อนสูบลมเข้าไปในขวด ให้ตรวจสอบระบบล็อคให้เรียบร้อยแน่นหนา

    10. ในขณะสูบลม อย่าให้มีคนขวางเส้นทางของจรวด เนื่องจากจรวดอาจหลุดออกจากฐานได้ โดยไม่ตั้งใจ

    11. หมั่นตรวจสอบอุปกรณ์ของฐานยิง, อุปกรณ์สูบลม และส่วนประกอบต่างๆ ของจรวดอย่างสม่ำเสมอ ของแต่ละชิ้นจะมีอายุการใช้งานต่างกัน และมีขีดจํากัดในการรับแรงต่างกัน เมื่อใช้ไปหลายๆ ครั้ง อาจเกิดการเสื่อมสภาพขี้นได้ โดยเฉพาะตัวขวด PET เมื่อมีการยิงไปหลายๆ ครั้งทําให้มีรอยรั่วซึม รอยขูดขีด หรือรอยแตกเล็กๆ ที่เกิดจากการกระแทกพื้น เกิดจุดอ่อน ซึ่งทําให้ความทนทานต่อแรงดันของขวดต่ําลง

    12. ไม่ควรใช้แผ่นซีดี ทําแพนหางของจรวด หากขวด PET เกิดการระเบิด แผ่นซีดีจะแตกกระจายทําอันตรายแก่ผู้ที่อยู่บริเวณนั้นได้

    13. ระมัดระวังเมื่อมีการใช้แรงดันสูงๆ ในการยิงจรวด

    14. ใช้วิจารณญาณในการเล่นตลอดเวลา อย่าประมาท
ที่มาข้อมูล : http://www.nsm.or.th
จำนวนคนอ่าน 11512 คน
   
 

© 2000 - 2014 www.myfirstbrain.com All Rights Reserved