Как сделать ракету из пластиковой бутылки: Ракета из бутылки

Содержание

Ракета своими руками из подручных материалов

Быстрая ракета с турбо двигателями из пластиковой бутылки. Вовлечь ребенка в процесс подготовки к какому-то событию или сделать для него более близкой какую-то памятную дату помогают поделки.

Создавая определенный тематический образ в любой, доступной для него, технике, малыш лучше поймет значение и смысл приближающегося праздника. Например, в качестве поделки на День космонавтики можно изготовить ракету; вполне актуальна она будет и в качестве поделки на 23 февраля.

Ракета своими руками из подручных материалов

Работая над ракетой, можно побеседовать с ребенком, почему принято в нашей стране выделять эти дни среди всех остальных; почему такое большое значение придается первому полету в космос и как важна роль тех людей, которые избрали своим основным занятием заботу о нашей безопасности и сохранении мирной жизни.

Ракета из пластиковой бутылки своими руками

Создана может быть ракета своими руками из подручных материалов – фото с образцом такой модели представлено в нашей статье. Для того, чтобы изготовить ракету подобной конструкции, понадобятся:

пластиковая бутылка;
клеевой пистолет;
белая краска;
картонные втулки от туалетной бумаги;
пенокартон желтого, оранжевого и красного цвета;
ножницы;
цветные карандаши;
декоративные серебристые блестки;
крышечки от пластмассовых бутылок;
одноразовый пластиковый стаканчик;
листовой картон.

Материалы для поделки

Приступаем.

В бутылку насыпаем блестки.

Блестки в бутылке

Затем начинаем наливать туда белую краску и периодически встряхивать бутылку, чтобы краска смешивалась с блестками и растекалась по стенкам.

Заливаем краску

Таким образом, окрашиваем всю бутылку изнутри в серебристо-белый цвет.

Краска с блестками высыхает

Лист картона раскрашиваем цветными карандашами или мелками, чтобы внести в поделку изюминку.

Раскрашиваем лист картона

Вырезаем из него два треугольника – это будут крылья ракеты.

Крылья ракеты

Таким же образом окрашиваем картонные втулки от бумаги.

Раскрашиваем картонную втулку

Из пенокартона разных цветов вырезаем трапециевидные языки пламени. Нижний их край делаем бахромчатым.

Из пенокартона или картона делаем пламя

Сворачиваем несколько пенокартонных трапеций в трубочку и вставляем ее внутрь картонной втулки. Так же набиваем вторую втулку – получаются ракетные ускорители с языками пламени.

Приклеиваем пламя в картонных рулонах

Фиксируем ускорители на корпусе ракеты клеем.

Приклеиваем картонные втулки к бутылке

С другой стороны наклеиваем пластмассовые крышечки от бутылок – как иллюминаторы.

Приклеиваем крыжки

По бокам закрепляем крылья, загнув их край и хорошо промазав его клеем.

Ракета своими руками

Ко дну бутылки (корпуса ракеты) приклеиваем одноразовый стаканчик – это будет последний штрих.

Замечательная поделка для игр

Ракета готова к запуску!

На День космонавтики можно устроить небольшую выставку моделей ракет. А на 23 февраля такой самодельный сувенир будет особенно приятно получить тем мужчинам, которые во время прохождения воинской службы имели отношение к ракетным частям.

Ракета из пенопласта своими руками

Мы рассмотрели, как может быть сделана ракета своими руками из подручных материалов. Но при желании можно превратить в ракету специально купленную для этой цели пенопластовую основу. Мы взяли основу яйцевидной формы. Для удобства, надели ее на деревянную палочку (чтобы удобнее было держать).

Одеваем основу на палочку

Окрасили всю основу в голубой цвет.

Окрашиваем основу

А верхушку выделили розовой краской.

Окрашиваем верхушку

Вырезаем и складываем розовые крылья и иллюминатор. Иллюминатор можно склеить из двух кругов разного размера. Крылышки склеиваем из двух частей по образцу.

Делаем крылья и иллюминатор из бумаги

Приклеиваем крылья и иллюминатор. Крылья приклеиваем отогнутыми частями.

Приклеиваем крылья и иллюминатор

А снизу прикрепили бумажные языки пламени.

Приклеиваем бумажное пламя

Вот и все! Начинайте обратный отсчет!

Ракета из подручных материалов своими руками

Ракеты из подручных материалов — идеи из интернета

Очень эффектную ракету можно сделать из картонной втулки, киндер-сюрприза и прищепок.

Ракета из картонной втулки

Отличная идея сделать ракету из соленого теста. В соленое тесто добавляем краски и немного клея ПВА. Из такой цветной смеси получается очень красивая поделка.

Ракета из соленого теста

Можно немного подсушить ракету в духовке и покрыть лаком.

Как сделать ракету из бутылки?

Любой из подручных материалов для ребенка может стать прекрасной игрушкой или поделкой для школьной выставки. Для этого необходимо лишь проявить небольшую смекалку и использовать дополнительные, не менее доступные материалы. Вы уже наверняка попробовали сделать ракету из бумаги или из картона. В этой статье мы расскажем, как делать разные модели ракет из обычной пластиковой бутылки.

Ракета из пластиковых бутылок для самых маленьких

Начнем наши мастер-классы с самой простой ракеты, которую можно сделать совместно с малышом. Для ее изготовления нам понадобятся:

пустая пластиковая бутылка;
небольшие куски пенопласта;
канцелярский нож;
ножницы;
фольга для запекания;
краски, желательно акриловые;
кисточка.

В первую очередь сделаем заготовки из пенопласта. Для этого канцелярским ножом вырежем три детали, которые станут опорами для ракеты.
В самой бутылке делаем три отверстия, в которые аккуратно вставляем наши заготовки.

Совместно с малышом обматываем бутылку и опоры фольгой и, чтобы она держалась, как можно крепче прижимаем фольгу к основным деталям ракеты.
Дальше ракету нужно раскрасить красками. Весь процесс можно полностью доверить малышу. После того, как краска высохнет – ракета готова!

Детская поделка «Ракета» из бутылки

Еще один вариант ракеты из пластиковой бутылки, который можно использовать в качестве поделки на выставку, также делается вместе с ребенком. Для того чтобы выглядела она аккуратнее, мы будем использовать трафареты.

Итак, для ракеты нам будут нужны:

пластиковая бутылка без рельефа;
акриловые краски;
кисточка;
плотная цветная бумага;

ножницы;
канцелярский нож;
скотч;
картон.

Из цветной бумаги вырезаем полоску и делаем в ней круглое отверстие. Далее прикрепляем этот трафарет скотчем и рисуем красками иллюминаторы ракеты, раскрашивая остальную часть по собственному усмотрению.
Из картона вырезаем два треугольника. Канцелярским ножом делаем две прорези, длиной равной одной из сторон треугольника. Располагаем их по сторонам от иллюминаторов. В прорези вставляем треугольники и раскрашиваем картон красками. Ракета готова!

Поделка «Ракета» из пластиковой бутылки своими руками

Оригинальную ракету можно сделать, просто немного изменив технологию изготовления и добавив еще несколько новых элементов. Итак, для следующего варианта ракеты нам понадобятся:

прозрачная пластиковая бутылка прямоугольной формы;
белая акриловая краска;
три пластиковые крышки разного диаметра и разного цвета;
пластиковый стаканчик;
две картонные трубки;
плотный картон красного, желтого и оранжевого цветов;
фломастеры или карандаши;
ножницы;
горячий клей.

Для раскрашивания бутылки, нальем в нее немного белой краски и, закрыв крышкой, хорошо встряхнем, чтобы краска равномерно окрасила бутылку изнутри. Этот процесс можно сделать и менее трудоемким, если сразу взять пластиковую бутылку нужной формы и белого цвета. Для этого может подойти бутылка из-под молочных продуктов.

Картонные трубки раскрашиваем карандашами. Из цветного картона вырезаем полоски пламени и приклеиваем их к трубкам с внутренней стороны. Получившиеся сопла с пламенем горячим клеем приклеиваем к бутылке.
Из разноцветных пластиковых крышечек делаем иллюминаторы. Для этого тыльной стороной приклеиваем их к передней части ракеты при помощи пистолета для горячего клея.
Из картона вырезаем два треугольника, раскрашиваем их фломастерами или карандашами и приклеиваем по бокам ракеты.

Ко дну ракеты горячим клеем приклеиваем перевернутый пластиковый стаканчик, который будет еще одним соплом, а заодно и устойчивым основанием ракеты. После того, как клей окончательно застынет – наша ракета готова!

Ракета из бутылки своими руками: как сделать водяной сосуд, летающий под давлением

Хотите собрать свою двухметровую ракету? В этой статье я опишу всё, что вам нужно знать по этой теме! Я не просто покажу вам, как сделать ракету из бутылки своими руками, но и объясню конструкцию механизма парашюта и площадки для запуска.

Статья разделена на 5 шагов:

Шаг 1) Сборка сегментов сосуда с давлением
Шаг 2) Сборка пусковой установки и сопла
Шаг 3) Тест давления и сборка сосуда c давлением

Шаг 4) Сборка механизма парашюта
Шаг 5) Приготовления, техника безопасности и запуск
Шаг 6) (дополнительный) Список необходимых материалов

Шаг 1: Сборка сегментов сосуда с давлением

В первой части этой инструкции я расскажу вам о конструкции сегментов сосуда с давлением. Для лучших результатов лучше использовать бутылки одного типа. Я рекомендую вам найти узкие бутылки с ровными стенками. Бутылки, на стенках которых есть текстура и узоры, не очень годятся для данного проекта.

Для простоты сборки мы используем в водяной ракете три коротких сегмента-сосуда с давлением, которые позже соединим друг с другом. Для склейки бутылок нужен клей на основе полиуретана.

Шаг 2: Сборка пусковой установки и сопла

Во второй части руководства вы увидите, как правильно собрать пусковую установку и сопло. Пусковая установка упрощена и состоит из трёх частей: стэнда, системы Gardena и триггера. Стэнд можно с легкостью собрать из деревянных досок. В нём нужно просверлить небольшие отверстия, через которые он будет крепиться к земле.

Если вы хотите, чтобы пусковая установка прослужила долго, то покрасьте её, защитив от воды. Сопло создаётся из переходника для гайки Gardena, в который эпоксидкой вклеивается крышка от пластмассовой бутылки.

Шаг 3: Тест давления и сборка сосуда c давлением

В третьей части руководства я покажу, как провести тест с давлением для сегментов сосуда и собрать его. Для проведения теста нужно практически полностью наполнить сосуд водой, на одну сторону накрутить сопло, а на другую обычную крышку. Тесты всегда должны проводиться на улице и за ограждением, таким образом, при взрыве никто не пострадает. Когда вы подготовите всё к тесту, то при помощи системы шланг вашей пусковой установки начните увеличивать воздушное давление в сосуде. На своих тестах я увеличиваю давление примерно до 8.8 атмосфер.

Если вы дополнительно обзаведетесь регулирующим клапаном Gardena, то после успешных испытаний сможете легко выпускать воздух из баллона. Если все сегменты прошли тест с давлением, то их можно соединить при помощи коннекторов, мы используем Tornado Tubes.

Шаг 4: Сборка механизма парашюта

В четвертой части руководства я покажу, как сконструировать механизм парашюта. Внешняя оболочка системы развертывания парашюта состоит из пластиковой бутылки того же типа, какие используются для сегментов сосуда с давлением. Две круглые пластины делаются из того же материала, что и ребра ракеты и приклеиваются к корпусу с помощью горячего клея. Вал таймера (так называемый Томми-таймер, Tommy Timer) изгибается посередине двумя парами плоскогубцев. После того, как краска высохла, вы можете прикрепить таймер к корпусу с помощью кабельной стяжки.

Шаг 5: Приготовления, техника безопасности и запуск

В пятой и последней части вы увидите процесс запуска и приготовления к нему.

Выбор места для запуска:

пустые поля или луга
далеко от домов, улиц, деревьев и линий электропередачи

в некоторых случаях понадобится разрешение от компетентных органов

Учтите погодные условия:

не запускайте ракету при сильном ветре
не запускайте ракету в шторм
пара капель воды с неба не навредят ракете

Думайте о безопасности:

обязательно оденьте защитные очки
не подходите к «накачанной» ракете
следите, чтобы в районе запуска не появились прохожие, дети и животные.

Как сделать водяную ракету из пластиковой бутылки

Лето в разгаре! Для тех, кто уже пресытился шашлыками и лежаками на пляже, предлагаем клёвую идею для развлечений на свежем воздухе: водяную ракету. Дети будут пищать от восторга, девушки — сражены наповал, соседи по даче ~~в бешенстве~~ крайне удивлены. Идея не нова, в забугорье водяные ракеты очень популярны, существуют даже специальные чемпионаты по запуску этих штук. Их можно купить в магазине, а можно сделать самому. Об этом и поговорим.

Принцип действия водяной ракеты предельно прост. Нужна пластиковая бутылка, на треть наполненная водой, велосипедный или автомобильный насос, ниппель и стартовая площадка (пусковая установка), на которой ракета фиксируется. Насос нагнетает воздух — бутылка высоко и далеко летит, разбрызгивая воду вокруг. Всё «топливо» выдавливается в первые мгновения после старта, а дальше ракета летит по баллистической траектории (поэтому центр тяжести выносят максимально вперёд).
Но вот технические вариации изготовления этой конструкции могут быть самыми разными. Некоторые любители создают настоящие шедевры:

Рассмотрим один из самых простых вариантов.

1. Выбираем бутылку

Ракета не должна быть слишком длинной или слишком короткой, иначе полёт выйдет кривой или вообще не состоится. Оптимальное соотношение диаметр/длина 1 к 7. Объём в 1,5 литра вполне подойдёт для первых экспериментов.

2. Подбираем пробку

Вам понадобится пробка-клапан от лимонада или любого другого напитка. Это будет сопло ракеты.

Важно, чтобы клапан был новый, не изношенный, не пропускал воздух. Лучше всего проверить его заранее: закройте пустую бутылку крышкой и крепко сожмите.

3. Приделываем ниппель

В днище бутылки надо сделать отверстие и зафиксировать в нём ниппель, «носом» наружу. Здесь главное — достичь максимально возможной герметичности: закрутите прижимной винт на максимум, можно поэкспериментировать с клеем или пластилином. Бутылка не должна пропускать воздух.

4. Вырезаем стабилизаторы

Чтобы ракета летела ровно, её нужно правильно установить. Самый простой способ — сделать стабилизатор (ножки) из другой пластиковой бутылки. Для этого бутылка разрезается пополам, распрямляется. Затем на этой ровной поверхности начертите контур стабилизатора, предусмотрите задел для крепления к телу ракеты.

Теперь вырезайте стабилизатор по контуру и приклейте его к ракете скотчем.

На рисунке показан также утяжелённый корпус ракеты, этот автор использовал обрезанную часть другой бутылки с грузиком-болтом в крышке. На самом деле, здесь полный простор для фантазии и экспериментов, точно определить оптимальный груз в голове вашей ракеты можно только после нескольких запусков. Форма ножек тоже может быть разная, например, можно использовать верхнюю часть пластиковой бутылки, к ней приладить пластиковые ножки, а внутрь уже поместить саму ракету:

Что касается стартовой площадки, то тут тоже можно покреативить вволю. Кто-то готовит сложные конструкции с направляющей осью, кто-то вырезает из дерева специальные устройства, а кто-то просто фиксирует ракету на ровной поверхности подручными средствами.
В принципе, простейшая водяная ракета после описанных действий у вас уже готова. Надо только взять с собой побольше воды, насос и ассистента: он будет держать ракету пробкой вниз и прижимать клапан руками, пока вы будете накачивать воздух насосом. На бутылку 1,5л рекомендуется закачать 3-6 атмосфер (в этом смысле автомобильный насос удобнее), затем отсоединяем шланг и на счёт «три-четыре» отпускаем пробку. Ракета запущена! Летает она достаточно высоко и эффектно, а главное — весь процесс не опасен для жизни. Правда ассистенту обычно приходится принять вынужденный душ из «топлива» 🙂

Если вам понравилась эта затея и хочется экспериментировать дальше, рекомендуем почитать, например, здесь, тут есть ракеты посложнее, с настоящими пусковыми установками. Тут картинка с пошаговой инструкцией, правда на английском, но вполне доступно всё нарисовано. Ну, а если вам понравилось видео и захотелось повторить что-то подобное, добро пожаловать в клуб ракетного моделирования: серьёзные дяди используют при запуске сразу несколько бутылок со сжатым воздухом, и лишь одна содержит воду.

Как сделать ракету из бутылки

Так и хочется в качестве эпиграфа к статье вынести известное древнеримское изречение – Ad Astra Per Aspera – «через тернии к звездам». Не знаю, для кого как, а для меня апрель всегда был связан с космосом. Ведь 12 апреля мы отмечаем День космонавтики! И я, как и многие советские мальчишки, мечтал стать космонавтом. Мечта не сбылась, но прикоснуться к космической тематике возможность есть, а точнее, к ракетостроению. Как вы, наверное, поняли из заголовка статьи, сегодня мы с вами будет делать ракету. Конечно, в космос такую ракету запустить не удастся, но этажей на 5 – это запросто! К тому же, упреждая вопрос, который может у вас возникнуть, хочу сказать, запуск такой ракеты – занятие безопасное. Ну, разве что может пострадать стая ворон, уныло пролетающих мимо вашего полигона запуска, да и то больше по психической части, ибо, готов поспорить, не часто им приходится наблюдать, как нарушают их воздушное пространство таким бесцеремонным образом.

Вот что нам понадобится для изготовления ракеты из пластиковой бутылки:

Сразу же скажу, что этот набор материалов – не строгий перечень. Вы можете использовать любые подручные материалы. Все этапы изготовления я буду сопровождать фотографиями, так что вы без труда сможете сориентироваться, что и чем можно заменить. В данном случае важно не в точности повторить конструкцию, а уловить суть. А суть в следующем… (далее пойдет немного теории, так что если вам абсолютно неинтересно как это работает, можете пропустить это сугубо теоретическое чтиво и сразу хвататься за инструменты. Но потратив лишние пару минут, вы сможете применить эти знания на практике: усовершенствовать конструкцию или честно заработать пятерку по физике 🙂 ).

Итак, что же лежит в основе конструкции ракеты из бутылки? А в основе лежит та же сила, которая помогает выводить в космос настоящие ракеты – реактивная тяга. Движение тела (в нашем случае ракеты) обеспечивается за счет истекающей из сопла струи, которая как бы толкает тело в направлении, противоположенном направлению движения струи. Этот эффект очень легко наблюдать, если надуть шарик, а затем, не завязывая, отпустить его.

Может возникнуть вполне законный вопрос: а почему мы будем строить воздушно-водяную ракету, а не просто пневматическую? Зачем использовать воду, если достаточно заполнить ракету сжатым воздухом, шарик-то ведь летит без всякой воды? И наша ракета полетит, правда не так уж высоко. Все дело в том, что величина реактивной тяги сильно зависит от массового секундного расхода топлива. Ввиду маленькой массы воздуха импульс, получаемый ракетой, будет довольно мал. Если же в качестве топлива использовать воду, которая значительно больше по массе, то и импульс будет больше. Следовательно, и ракета полетит дальше.

Ну а теперь приступим к изготовлению, ибо не терпится 🙂 .

Для начала необходимо изготовить заправочный клапан, через который мы будем закачивать воздух. Для этих целей я предлагаю использовать ниппель от велосипедной/автомобильной камеры. Можно придумать и другие конструкции заправочных клапанов исходя из тех материалов, что есть у вас под рукой. У меня была старая велосипедная камера, она-то и пошла в дело.

Аккуратно обрезаем лишнюю резину вокруг ниппеля таким образом, чтобы образовался кружочек.

Берем пробку. Пробка должна быть такой, чтобы плотно входить в горлышко пластиковой бутылки. Отрезаем кусочек пробки с расчетом, чтобы длина выступающего из пробки ниппеля была достаточной для закрепления шланга насоса.

В пробке сверлим отверстие по диаметру ниппеля.

В итоге должно получиться как-то так:

На один из торцов пробки наносим клей (я использовал суперклей), вставляем в отверстие ниппель до упора и плотно прижимаем резинку к торцу пробки.

После высыхания обрезаем излишки резинки и получаем такой девайс:

Теперь беремся за стартовую площадку… Я использовал кусок кабель-канала 100х50 мм. Вы же можете придумать свою конструкцию, например, сколотить из дощечек, изогнуть из металла и т.д. – главное обеспечить подводку шланга насоса и закрепление клапана на стартовой площадке.

Теперь необходимо изготовить пусковой механизм. В принципе, его можно и не делать, но тогда

а) вы не сможете создавать достаточно большое давление в бутылке – ее будет срывать раньше

бэ) вы не сможете управлять моментом запуска, рискуя остаться мокрым от выстреливаемой из ракеты воды или вообще, нечаянно зацепившись за ракету, улететь вместе с ней в стратосферу (шучу).

Суть пускового механизма состоит в удерживании ракеты за пластмассовый бортик, имеющийся у каждой пластиковой бутылки. Для этого я разместил по обе стороны от горлышка бутылки по два мебельных уголка таким образом, чтобы их отверстия немного выступали относительно бортика бутылки.

Теперь берем проволоку и сгибаем из нее скобу в форме буквы «П».

Скоба должна свободно проходить в уголки, прижимаясь к бортику бутылки.

Привязываем к скобе веревку достаточной длины. «Достаточная длина» в данном случае определяется величиной страха быть обрызганным водой. У меня «величина страха» составила 5 метров.

Рекомендую собранные выше механизмы разместить на достаточно широкой площадке, чтобы обеспечить устойчивость конструкции. В углах площадки также можно просверлить отверстия для крепления площадки к земле – опять же для повышения устойчивости.

Все, со стартовой площадкой закончили, переходим к самой ракете. Здесь все намного проще. В целях придания обтекаемой формы необходимо к основному модулю (назовем таким громким именем бутылку, которую будем надевать на клапан) прикрепить обтекатель из верхней части другой бутылки. Сделать это можно при помощи старого доброго скотча, он же липкая лента.

Для максимального улучшения аэродинамических характеристик на самой верхушке конструкции я разместил половинку капсулы от киндер-сюрприза.

В собранном виде выглядит так:

На этом все. Если есть желание и терпение, можете раскрасить ракету (очень в этом могут помочь сын/дочь, младшие брат/сестра и т.д.), прикрепить к ней стабилизаторы. В общем, навести марафет. У меня желание было, а вот терпение улетучилось напрочь, поэтому, подхватив всю эту конструкцию, мы всей семьей отправились на улицу запускать нашу ракету.

Впечатления от запусков описывать не буду – итак статья получилась большая. Предлагаю вам поделиться своими в комментариях. Скажу одно: если бы я знал в детстве как и из чего сделать такую ракету, я бы стал самым уважаемым человеком среди мальчишек у себя во дворе.

P.S. В процессе запусков для придания колорита мы решили одевать на верхушку ракеты парашютиста из киндер-сюрприза. В момент запуска парашют надежно прилегает к верхушке ракеты, а когда начинается падение, отделяется от ракеты и степенно опускается на землю.

Удачных запусков!

Ну и в заключении небольшой фотоотчет о запусках:

На стартовой позиции

На носу ракеты закреплен «доброволец»

След из ракетного топлива 🙂 Поймать ракету на старте не удалось.

Как сделать водяную ракету из пластиковой бутылки. | Своими руками

Всё «топливо» выдавливается в первые мгновения после старта, а дальше ракета летит по баллистической траектории (поэтому центр тяжести выносят максимально вперёд). Но вот технические вариации изготовления этой конструкции могут быть самыми разными. Некоторые любители создают настоящие шедевры.

1. Выбираем бутылку

2. Подбираем пробку

Вам понадобится пробка-клапан от лимонада или любого другого напитка. Это будет сопло ракеты. Важно, чтобы клапан был новый, не изношенный, не пропускал воздух. Лучше всего проверить его заранее: закройте пустую бутылку крышкой и крепко сожмите.

3. Приделываем ниппель

4. Вырезаем стабилизаторы

Точно определить оптимальный груз в голове вашей ракеты можно только после нескольких запусков. Форма ножек тоже может быть разная, например, можно использовать верхнюю часть пластиковой бутылки, к ней приладить пластиковые ножки, а внутрь уже поместить саму ракету.

Что касается стартовой площадки, то тут тоже можно вволю поэкспериментировать. Кто-то готовит сложные конструкции с направляющей осью, кто-то вырезает из дерева специальные устройства, а кто-то просто фиксирует ракету на ровной поверхности подручными средствами.

В принципе, простейшая водяная ракета после описанных действий у вас уже готова. Надо только взять с собой побольше воды, насос и ассистента: он будет держать ракету пробкой вниз и прижимать клапан руками, пока будете накачивать воздух насосом. На бутылку 1,5 л рекомендуется закачать 3-6 атмосфер (в этом смысле автомобильный насос удобнее), затем отсоединяем шланг и на счёт «три-четыре» отпускаем пробку. Ракета запущена! Летает она достаточно высоко и эффектно, а главное — весь процесс не опасен для жизни. Правда ассистенту обычно приходится принять вынужденный душ из «топлива».

Водяная ракета из пластиковой бутылки — Секрет Мастера

Автор Master На чтение 3 мин. Опубликовано 12.04.2017

Конструкции собранных своими руками одноступенчатых водяных или иначе гидро пневматических ракет из пластиковых бутылок весьма просты. Основную сложность для достижения высоты взлета ракеты до нескольких десятков метров будет узел накачки воздуха и управляемого старта. Этот вопрос решен простым и оригинальным способом. Получилась удачная и надежная конструкция для запуска водяных ракет из пластиковых бутылок.

Как собрать пусковую установку для водяной ракеты своими руками

Как сделать ракету на воде с пусковой установкой своими руками / Поделки Sekretmastera

Watch this video on YouTubeВодяная ракета и пусковая установка

Мастер в качестве эксперимента решил применить для узла управляемого старта водяной ракеты быстроразъемный соединитель для садового поливочного шланга. Деталь доступная и стоит при покупке недорого. Соединение осуществляется установкой коннектора в гнездо соединителя до щелчка. Разъединение осуществляется смещением муфты и освобождением коннектора. Сборка своими руками пусковой установки осуществлялась без чертежей с использованием подручных материалов и доступного инструмента. Последовательность сборки следующая:

В обрезке доски вырезаем отверстие для установки соединителя. Смотрите фото. В доске необходимо зафиксировать подвижную муфту соединителя.
Жесткое фиксирование муфты соединителя в доске осуществляется при помощи двух хомутов.
Для дистанционного разъединения придуман механизм в виде рычага. Короткое плечо которого осуществляет перемещение соединителя относительно муфты. Необходимое усилие на рычаге создается за счет груза подвешенного на длинном плече.Во взведенном состоянии положение рычага поддерживается деревянной планкой. К планке можно привязать шнур для ее выдергивания из под рычага.
Для стабильного старта и правильной ориентации водяной ракеты установлена направляющая штанга.
Подача воздуха в ракету осуществляется с помощью ножного насоса.
Внутрь соединителя установлен грибок от бескамерной автомобильной шины.
Ракета сделана из 3 литровой пластиковой бутылки. Коннектор закреплен на горлышке бутылки. Смотрите видео как это сделать своими руками.
Как сделать двигатель водяной ракеты / Дополнение к видео Sekretmastera

Watch this video on YouTube
Для стабильно полета к бутылке скотчем прикреплено три стабилизатора и обтекатель. Также термоклеем закреплены два кольца для установки ракеты на направляющую штангу.

Коннектор шланга и горлышко бытулкиСнятие фаски для гнезда крепленияОтверстие для установки соединителяСоединитель установленСоединитель установленХомут крепления соединителя в доскеПусковая установка для ракетКоннектор установлен на горлышкеВодяная ракета из бутылкиВодяная ракета и пусковая установкаПусковой стол после старта ракеты

Результаты испытаний смотрите на видео. Все старты прошли без сбоев. Получилась надежная и простая конструкция. Испытания проводились без полезных нагрузок. Максимальная высота полета порядка 40 метров и это наверное не предел. Эксперименты будут продолжены!

Понравилась поделка? Поделитесь идеей в социальных сетях, так вы поддержите автора и оцените его поделки.

Сделай сам Бутылка Ракета Активность | Блог сети DIY: Сделано + переделано

21 июня лето официально настало, так что пора (а может быть, пора уже!) Начать создавать поделки и мероприятия, чтобы дети были чем-то заняты. Happy Kids, Happy Summer is Made + Новый способ сказать «Добро пожаловать, лето!» в грядущие дни, где вас ждут старомодные развлечения, время на свежем воздухе, классные поделки и все, что делает этот сезон приятным для детей и взрослых.

Из вторсырья легко создать немного развлечений на заднем дворе. Дети получат удовольствие от этих простых камней из бутылок, которые они смогут изменить, украсить и запустить менее чем за полчаса от начала до конца. Будьте готовы создавать веселые летние воспоминания в 3, 2, 1…

В простейшем виде обычная двухлитровая бутылка может выпускаться как есть. Но зачем нужна скучная ракета? Давайте сделаем эту бутылку похожей на настоящую ракету .Начинаю делать свой носовой обтекатель. Используя тарелку или низкую миску, начертите круг диаметром около 8 дюймов. Отрежьте 1/4 части, чтобы можно было свернуть конус.

Оберните картонный конус вокруг дна двухлитровой бутылки. Закрепите изолентой.

Эту деталь можно отрегулировать по своему вкусу. Мы решили использовать четыре плавника, но вы можете использовать и три, если хотите. Вырежьте квадрат 6 х 6 дюймов и равномерно разрежьте его пополам, чтобы получить два прямоугольных треугольника.Сделайте еще один набор.

Приклейте плавники к бокам бутылки на равном расстоянии друг от друга.

Для придания ракете веса необходимо добавить балласт. Без него бутылка будет беспорядочно летать. Вылепите около полстакана Playdoh на выступы на дне бутылки. Сформируйте закругленный конец на внешней стороне бутылки. Закройте его изолентой, чтобы он был надежно закреплен.

Сделайте очень маленькое отверстие в пробке.Это позволит закачивать воздух в ракету. Убедитесь, что на одном конце пробки отверстие такого же размера, как и клапан клапана велосипедного насоса.

Вставьте пробку в горлышко бутылки. Вставьте клапан велосипедного насоса в отверстие пробки. Убедитесь, что он плотно входит в пробку. Снимите пробку и раскрасьте ракету, если хотите.

Перед запуском ракеты убедитесь, что вы находитесь на открытой открытой площадке.Ракета взлетит очень быстро и высоко. Удалите все препятствия и предупредите всех вокруг перед запуском.

Наполните бутылку водой примерно на 1/3.

Вставьте пробку и клапан велосипедного насоса.

Используйте камни или кирпичи, чтобы удержать ракету на стартовой площадке в вертикальном положении.

Медленно закачать воздух в ракету.Ракета взорвется, когда пробка перестанет выдерживать давление в бутылке.

Три способа сделать ракету из бутылки (бонус: гифки!)

Ракете действительно нужны две вещи: масса, которую нужно выбросить, и что-то, что вытолкнет эту массу наружу. В обычной ракете и то и другое делает топливо. Топливо воспламеняется, выделяя энергию, а затем выталкивает оставшиеся продукты этой реакции из сопла ракеты, обеспечивая тягу. Как это обеспечивает тягу? Если вы надавите на что-то (например, на топливо), оно оттолкнет вас.Это лишь одно из основных свойств силы.

Итак, это ваше введение в ракеты. Используя эти простые идеи, вы можете сделать ракету из бутылки с газировкой. На самом деле, есть три способа добиться этого.

Ракета для традиционных бутылок с водой

Это довольно просто и безопасно. Основная идея — налить воду в бутылку с воздухом. Поставьте бутылку вверх дном с какой-нибудь пробкой, а затем увеличьте давление воздуха. Когда вы отпускаете стопор, воздух выталкивает воду со дна.

В этом случае выбрасываемая масса — это вода, а энергия поступает из сжатого воздуха. Это довольно простой дизайн — вы можете собрать его самостоятельно или купить комплект. Вот модная самодельная ракетная установка из бутылки с водой (в замедленной съемке).

Хорошо, вот еще одна ракета из бутылки с водой. Это старый моноблочный насос и пусковая установка.

Еще одно замечание: если хотите, вы можете сделать и более сложные ракеты из бутылок с водой. Вот конструкция двухступенчатой ракеты.

Ракета с бутаном и содой

Мой друг и коллега доктор Эрик Бут поделился потрясающим видео с ракетой, работающей на пропановой соде (я не уверен, используют ли они пропан или бутан). Конечно, он также хотел посмотреть, сможем ли мы воспроизвести результаты, что мы и сделали.

Вот как это работает. Вы начинаете с соды в бутылке и выливаете ее немного (чтобы освободить место для бутана). Затем вы добавляете бутан поверх содовой. Бутан имеет температуру кипения 30 ° F (-1 ° C).Итак, как жидкость, он довольно холодный — да, пропан тоже (точка кипения -43,6 ° F). Эта холодная жидкость легко закипает и превращается в газ, но когда вы наливаете ее поверх содовой, она становится как бы изолированной.

Жидкий бутан (и пропан) также имеют меньшую плотность, чем вода, поэтому он остается на поверхности воды. Но все меняется, когда вы опрокидываете бутылку. Бутан смешивается с более теплой содой и быстро закипает, образуя много бутана. Поскольку объем газообразного бутана намного больше объема жидкого бутана, этот газ затем выталкивает соду из отверстия бутылки (которое теперь находится внизу).

Это ваша ракета с бутановой содой. Сода — это выброшенная масса, а расширяющийся газ бутан выталкивает эту массу из бутылки. Мне нравится эта ракета, потому что вы запускаете ее, просто опрокидывая ее, и она, кажется, зависает в переходе между падением и запуском. Вот еще один запуск в замедленной съемке.

Эта ЭПИЧЕСКАЯ ракета-бутылка взлетела выше, чем наш двухэтажный дом!

Warmer weather означает, что пришло время провести научные эксперименты на улице! Детям понравится делать ракету из бутылки из-под газировки из простых хозяйственных материалов. Эту забавную научную демонстрацию легко сделать и она определенно впечатлит ваших детей. Наша ракета летела выше нашего двухэтажного дома!

Этот пост был первоначально опубликован в апреле 2016 года и обновлен в марте 2019 года.

Это веселый научный проект на открытом воздухе для детей всех возрастов. Для запуска ракеты воспользуйтесь простой реакцией на пищевую соду и уксус. Кто знал, что пищевая сода и уксус обладают такой силой?

Внизу этого поста у меня есть объяснение науки, лежащей в основе этого.

Хотите увидеть нашу бутылочную ракету в полете? Вот видео-демонстрация!

Вот что вам нужно для изготовления:

Бутылка содовой емкостью 2 литра
3 карандаша (лучше всего не заточенные)
Клейкая лента
Пробка, подходящая к бутылке с газировкой
Бумажные полотенца
Пищевая сода
Уксус — мы перебрали целую большую бутылку, так что получите много!

Сначала подготовьте ракету.По сути, все, что мы сделали, это построили подставку для ракеты. Мы были обеспокоены тем, что добавление украшений сделает ракету тяжелее, что не позволит ей взлететь так высоко.

Пару недель назад мы были на дне рождения и сделали ракету из бутылки с водой. Они использовали карандаши как «ноги» для ракеты, и я подумал, что это блестящая идея!

Когда ваша ракета будет готова, пора запускать!

Мне не удалось сфотографировать наши пакеты с пищевой содой, но вам нужен небольшой квадрат бумажного полотенца (мы использовали половину бумажного полотенца на выбор).Добавьте немного пищевой соды (мы не измеряли) и оберните вокруг нее бумажное полотенце. Он должен быть достаточно узким, чтобы проходить через горлышко бутылки. Вы можете увидеть наш пакет с пищевой содой на фото ниже.

Налейте немного уксуса. Мы использовали примерно два дюйма, но опять же не измерили.

(Превратите это в научный эксперимент, используя разное количество пищевой соды и уксуса и записав, как высоко взлетит ваша ракета!)

Влив уксус, быстро вставьте пакет с пищевой содой, а затем вставьте пробку.Переверните бутылку и дождитесь запуска! Это может занять до 30 секунд.

Будьте осторожны, не вдавите пробку слишком сильно — из-за этого наша первая ракета не запустилась, и когда мы вытащили пробку, за ней было ОЧЕНЬ сильное давление. Как только Эйдан научился, насколько сильно это нужно, все наши запуски после этого были успешными.

Обязательно отойдите … Начинает пениться!

LIFTOFF! Какая прекрасная демонстрация 3-го закона движения Ньютона!

Наука, стоящая за этим:

Пищевая сода и уксус, которые мы использовали в этой ракетной бутылке, создают кислотно-щелочную реакцию.Пищевая сода — это бикарбонат натрия, химическая формула которого — NaHCO3. Уксус или уксусная кислота — это HCh4COO. Реакция на пищевую соду и уксус на самом деле состоит из двух частей. Это происходит так быстро, что мы не осознаем, что на самом деле это две реакции. Сначала образуется угольная кислота. Он быстро распадается на воду и углекислый газ. Другой продукт реакции — ацетат натрия, который можно использовать для приготовления горячего льда. Весь газ CO2, который образуется в результате реакции, создает давление внутри баллона.Давление нарастает до тех пор, пока пробка не вытолкнет пробку из отверстия бутылки. Тогда УУУУУУУ !!! У нас взлет!

Ракета летит высоко из-за 3-го закона движения Ньютона, который гласит, что для каждого действия существует равное и противоположное противодействие. Газ и жидкость CO2 выталкиваются из нижней части ракеты, что толкает ракету вверх с огромной силой!

Прекрасное время года, чтобы выйти на улицу! Вот еще несколько забавных проектов на заднем дворе:

Вот несколько забавных проектов на заднем дворе от One Crazy House.Полюбите эти идеи для создания веселого игрового пространства!

Ракета из бутылок, часть I: действие и реакция

В этом упражнении учащиеся используют ракеты-носители, чтобы узнать о Третьем законе движения Ньютона и о том, как изменение силы действия приводит к драматической реакции.

2-литровые ракеты-носители с воздушными бутылками — отличный способ продемонстрировать воздействие сил на объекты и предоставляют множество возможностей для наблюдения, прогнозирования, измерения и проведения экспериментов, контролируя переменные.

Часть I из этой серии упражнений демонстрирует, как работает ракета из бутылки с пополнением.

Вы можете выполнить это задание самостоятельно или продолжить его в Части II и / или Части III этой серии для более глубокого исследования сил и полета ракет.

Как работает ракета из поп-бутылки

Пусковая установка, приводимая в действие ручным велосипедным насосом или небольшим компрессором, наполняет ракету из пластиковой бутылки сжатым воздухом. Когда бутылка выпускается из пусковой установки, воздух выходит из бутылки.Когда бутылка выталкивает воздух, воздух толкает бутылку вверх ( Третий закон движения Ньютона ).

Увеличение тяги (увеличение давления в баллоне) увеличивает ускорение. Это иллюстрация Второго закона Ньютона (большая сила вызывает большее ускорение). Мы рассматриваем большее ускорение как более высокий полет.

Советы по безопасности:
Летающие баллончики — это очень весело, но не забывайте серьезно относиться к мерам безопасности:

Ракеты далеко летят; не делайте этого в помещении.
Каждая пусковая установка должна находиться под присмотром взрослых.
Не создавайте в ракете давление выше 40 фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм).
При нагнетании давления и запуске ракеты все должны стоять подальше от пусковой установки. Убедитесь, что все наблюдатели знают, что ракета вот-вот будет запущена — для этого хорошо работает комбинация обратного отсчета и зоны безопасности.
Следите за полетом ракеты, чтобы убедиться, что она никого не задела при падении.
Используйте только ребра из бумаги / картона, никогда не используйте металлические.
Используйте защитные очки.

Ракеты из бутылок с водой — Задание

(2 Рейтинги)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 6 (6-7)

Требуемое время: 3 часа 15 минут

(День 1: мини-занятия, День 2: ракетные испытания, День 3-4: ученики создают ракеты и соревнуются)

Расходные материалы на группу: 3 доллара США.00

Для этого упражнения также требуются некоторые предметы длительного пользования (многоразового использования), такие как ракетная установка и демонстрационные предметы, сделанные учителем; подробности см. в Списке материалов.

Размер группы: 2

Зависимость действий: Нет

Тематические области: Физические науки, физика, наука и технологии

Ожидаемые характеристики NGSS:

Резюме

Что заставляет ракеты лететь прямо? Что заставляет ракеты летать далеко? Зачем использовать воду, чтобы ракета летела? Студентам предлагается спроектировать и построить ракеты из двухлитровых пластиковых бутылок из-под газировки, которые летят как можно дальше и прямо или как можно дольше остаются в воздухе.Руководствуясь этапами процесса инженерного проектирования, учащиеся сначала смотрят видео, в котором показаны сбои при запуске ракеты, а затем участвуют в трех мини-упражнениях под руководством учителя с демонстрациями, чтобы изучить ключевые концепции конструкции ракеты: центр сопротивления, центр масс и импульс. и импульс. Затем класс тестирует четыре комбинации топлива (воздух, вода) и центра масс (добавленный вес в носу или корме), чтобы увидеть, как эти переменные влияют на дальность полета и время зависания ракеты. На основе того, что они узнают, пары учеников создают свои собственные ракеты из пластиковых бутылок с картонными ребрами и своим выбором топлива и размещения центра масс, которые они проверяют и уточняют перед кульминацией соревнований в день инженерных работ.Команды рассчитаны на максимальное расстояние или время зависания; добавление парашюта не является обязательным. Студенты узнают, что инженерные ошибки во время проектирования и тестирования — это всего лишь шаги на пути к успеху. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Инженеры-механики, аэрокосмические и авиационные инженеры проектируют летательные аппараты, такие как самолеты, вертолеты и космические челноки, которые должны летать надежно, безопасно и предсказуемо.Это требует понимания фундаментальных законов физики и глубоких знаний в основных инженерных дисциплинах (динамика, механика жидкости, материалы). Инженеры по материалам разрабатывают материалы, которые могут противостоять экстремальным условиям окружающей среды, связанным с полетом. Подобно инженерам, студенты следуют этапам процесса инженерного проектирования и применяют фундаментальные концепции принципов физики для проектирования, тестирования и модернизации ракет-бутылок с водой, которые летают так, как задумано.

Цели обучения

После этого занятия студенты должны уметь:

Спроектируйте и создайте ракету из бутылки с водой, которая летит прямо и в нужном направлении.
Объясните центр сопротивления и центр масс и нарисуйте их отношения друг к другу для ракеты, летящей по прямой.
Объясните, почему вода более эффективна, чем воздух, для запуска баллонных ракет.
Объясните этапы процесса проектирования при создании своих ракет, выделяя успехи и неудачи и предлагая дальнейшие улучшения.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).
Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).
В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .
NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
Ожидаемые характеристики NGSS
MS-ETS1-2. Оцените конкурирующие проектные решения, используя систематический процесс, чтобы определить, насколько хорошо они соответствуют критериям и ограничениям проблемы.(6-8 классы)
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Оцените конкурирующие проектные решения на основе совместно разработанных и согласованных критериев проектирования.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Существуют систематические процессы для оценки решений в отношении того, насколько хорошо они соответствуют критериям и ограничениям проблемы.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!
Ожидаемые характеристики NGSS
MS-ETS1-4.Разработайте модель для генерации данных для итеративного тестирования и модификации предлагаемого объекта, инструмента или процесса, чтобы можно было достичь оптимального дизайна. (6-8 классы)
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Разработайте модель для генерации данных для проверки идей о разработанных системах, включая те, которые представляют входы и выходы.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!
Для тестирования решений важны всевозможные модели.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!
Итерационный процесс тестирования наиболее многообещающих решений и модификации того, что предлагается на основе результатов тестирования, приводит к большей доработке и, в конечном итоге, к оптимальному решению.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!
Ожидаемые характеристики NGSS
МС-ПС2-2.Запланируйте расследование, чтобы получить доказательства того, что изменение движения объекта зависит от суммы сил, действующих на объект, и массы объекта. (6-8 классы)
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Планируйте расследование индивидуально и совместно, а также в процессе разработки: идентифицируйте независимые и зависимые переменные и элементы управления, какие инструменты необходимы для сбора данных, как будут регистрироваться измерения и сколько данных необходимо для подтверждения претензии.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!
Научные знания основаны на логических и концептуальных связях между доказательствами и объяснениями.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!
Движение объекта определяется суммой действующих на него сил; если общая сила, действующая на объект, не равна нулю, его движение изменится. Чем больше масса объекта, тем больше сила, необходимая для достижения такого же изменения движения.Для любого данного объекта большая сила вызывает большее изменение в движении.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!
Все положения объектов и направления сил и движений должны быть описаны в произвольно выбранной системе отсчета и произвольно выбранных единицах размера. Чтобы делиться информацией с другими людьми, необходимо также поделиться этим выбором.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!
Объяснения стабильности и изменений в естественных или спроектированных системах могут быть построены путем изучения изменений во времени и сил в различных масштабах.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за отзыв!
Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология
Студенты разовьют понимание атрибутов дизайна. (Оценки К — 12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Студенты разовьют понимание инженерного дизайна.(Оценки К — 12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Студенты разовьют понимание роли устранения неполадок, исследований и разработок, изобретений и инноваций, а также экспериментирования в решении проблем.(Оценки К — 12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
ГОСТ
Калифорния — Наука
Оцените конкурирующие проектные решения, используя систематический процесс, чтобы определить, насколько хорошо они соответствуют критериям и ограничениям проблемы.(Оценки 6 — 8) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Запланируйте расследование, чтобы получить доказательства того, что изменение движения объекта зависит от суммы сил, действующих на объект, и массы объекта.(Оценки 6 — 8) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Разработайте модель для генерации данных для итеративного тестирования и модификации предлагаемого объекта, инструмента или процесса, чтобы можно было достичь оптимального дизайна.(Оценки 6 — 8) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Предложите выравнивание, не указанное выше
Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?
Введение / Мотивация
Кто хочет запустить ракету? (Подождите, пока ученик ответит поднятием руки или устным ответом).
Вы бы предпочли высоколетящую прямолинейную ракету или ракету, которая волей-неволей пролетает через край и падает на землю сразу после того, как вы ее запускаете? НАСА определенно не хочет, чтобы его ракеты падали раньше положенного срока, но иногда они это делают.
Посмотрим. (Покажите классу 5: 40-минутное видео, Многочисленные неудачные запуски в США , о ракетных катастрофах на https://www.youtube.com/watch?v=CEFNjL86y9c. Вам не нужно воспроизводить видео целиком.)

Что вы заметили? Вы видели, как некоторые из этих ракет искривились и вышли из-под контроля, прежде чем взорваться? В истории человечества потребовалось время и множество испытаний, чтобы по-настоящему понять, как летают ракеты.
В следующие несколько дней мы собираемся построить несколько простых ракет из двухлитровых бутылок из-под газировки — и, как инженеры НАСА, мы хотим, чтобы они летели прямо и далеко.
Кому нравится делать все правильно с первого раза? (Посмотрите ответы студентов.) Большинство людей так и поступают.
Некоторые из первых ракет, которые мы спроектируем и построим, будут выглядеть как « отказов, », но это не отказы. Это всего лишь шаги на пути к успеху . Это самое замечательное в инженерии.Ошибки — это всего лишь часть процесса обучения, и мы собираемся узнать об этом процессе, который называется процессом инженерного проектирования. Мы собираемся делать ракеты, тестировать их, смотреть, не откажут ли они, изучать все, что мы можем, и перепроектировать их. Мы собираемся наделать много «ошибок», и это часть удовольствия. Единственная настоящая ошибка — не учиться на них!
Процедура
Обзор
Учащимся предлагается использовать двухлитровые пластиковые бутылки из-под газировки для создания ракет из бутылок с водой, которые путешествуют на самые дальние расстояния или могут висеть в воздухе дольше всех (время зависания).Они следуют этапам процесса инженерного проектирования при создании ракет с использованием пластиковых бутылок, бумаги или листового пластика для плавников и ленты. На этапах проектирования, строительства и модернизации учащиеся тестируют свои ракеты столько раз, сколько необходимо, чтобы усовершенствовать ракеты, чтобы они могли преодолевать наибольшее расстояние или оставаться в воздухе дольше всего.
Во время соревнований пары учеников выбирают количество воды и угол старта — по расстоянию или высоте (время зависания). Для конкурса ракеты запускаются и оцениваются один раз.Время зависания измеряется с момента запуска ракеты до момента касания первой части (возможно, отсоединенной) ракеты с землей. Расстояния измеряются от пусковой установки до ближайшей части (возможно, отсоединенной) полностью покоящейся ракеты. Критерии разрыва связи по расстоянию и времени следующие (по порядку): качество конструкции, вес ракеты (предпочтение отдается более легкой ракете) и стиль. См. Более подробную информацию в Правилах дистанционных соревнований по водным ракетам и Правилах соревнований на время зависания водных ракет.
Фон
В этом упражнении учащиеся узнают об основах аэродинамики и полета путем проектирования, изготовления и запуска ракет с водяными баллонами (без парашютов / с парашютами) с задачей соревноваться, чтобы увидеть, какой дизайн летит дальше всего или остается в воздухе дольше всего. .Это занятие разделено на несколько дней и включает в себя три мини-занятия, чтобы научить трем основным концепциям, необходимым для проектирования ракет из бутылок с водой: центр сопротивления, центр масс, импульс и импульс. Основное направление деятельности двоякое:
Что заставляет ракету лететь прямо? через исследование центра масс , центра сопротивления и взаимосвязи между ними
От чего ракета летит далеко? , исследуя вопрос: «Зачем использовать воду, чтобы ракета летела?»
Благодаря подготовительной работе и наблюдениям, а также собственному дизайну и тестированию учащиеся получают непосредственный опыт работы с импульсом и импульсом и укрепляют свое понимание законов Ньютона, сил, энергии и связанных с ними концепций.Ожидайте, что конструкции ракет будут почти идентичными по расстоянию и времени зависания, за исключением ракет с задержкой, которые добавляют парашюты.
Ключом к стабильности полета ракеты-носителя является физическое разделение по длине ракеты центра сопротивления (COD) и центра масс (COM). COD — это точка, в которой шарнир размещается на флюгере, чтобы предотвратить его поворот в ту или иную сторону. Нормально функционирующий флюгер НЕ имеет точки поворота в центре сопротивления, поэтому он указывает направление ветра.Действие рычага отодвигает сторону лопасти, которая испытывает большее сопротивление ветром, с большей силой, чем сторона с меньшим сопротивлением. COM — это точка, в которой объект балансирует на пальце, а также точка, вокруг которой объект вращается, если его бросить из стороны в сторону. Обратите внимание, что и COD, и COM являются точкой баланса сил — силы сопротивления воздуха и силы тяжести соответственно.
Ясно, что у устойчивой летающей ракеты центр сопротивления находится позади точки поворота , удерживая хвост ракеты назад (представьте перья на стрелке).Проблема в том, как установить точку поворота, если мы не можем прикрепить ее к неподвижному объекту (например, к оси флюгера, прикрепленной к крыше)? Это когда COM становится важным. В свободно летающем объекте COM действует как естественная точка вращения и, следовательно, является точкой поворота. Размещение COM вперед (добавляя вес к носу) и размещение COD сзади (добавляя плавники к хвосту) создает необходимое разделение.
После того, как устойчивая ракета построена, следующая проблема заключается в том, как лучше всего создать тягу, чтобы ракета летела далеко.Энергия накапливается в сосуде высокого давления, и тяга создается при запуске ракеты. Согласно закону сохранения количества движения импульс независимой системы не меняется. Ракета + топливо — автономная система. Изначально, поскольку ракета не имеет скорости, ее импульс равен нулю. После запуска общий импульс ракеты и выброшенного топлива все еще должен быть равен нулю. Импульс определяется как: импульс = масса x скорость . Поскольку топливо выбрасывается с некоторой скоростью, его импульс больше не равен нулю.Однако чистый нулевой импульс системы поддерживается за счет полета ракеты в противоположном направлении с равным импульсом и противоположным импульсом . Поскольку чем больше масса топлива и меньше масса ракеты, тем больше будет скорость ракеты. Вода, будучи намного плотнее воздуха, создает в ракете большую тягу, чем та же ракета, наполненная только воздухом.
До начала деятельности
Соберите материалы и сделайте копии Рабочего листа первоначального дизайна и Пересмотренного рабочего листа дизайна.
Также сделайте копии Правил соревнований по дальности стрельбы по водным ракетам и Правил соревнований на время зависания с водными ракетами; перед печатью измените эти правила по мере необходимости, чтобы они соответствовали вашим окончательным планам соревнований.
Следуйте приведенным ниже инструкциям, чтобы построить небольшой флюгер для мини-занятия Center of Drag № 1 (см. Рисунок 1) и утяжеленный дюбель для мини-упражнения Center of Mass № 2 (см. Рисунок 2). .
(необязательно) В качестве дополнительного элемента к мини-занятию № 2 рассмотрите возможность создания утяжеленного предмета меньшего размера, который можно подбрасывать в воздух в демонстрационных целях, например линейки со свитком пенни, которую можно наклеить в различных местах.
Получите (одолжите) два кресла на колесиках для мини-занятия Momentum и Impulse № 3 .
Следуйте приведенным ниже инструкциям, чтобы построить одну минимальную ракету — двухлитровую бутылку с тремя ребрами, — которую можно варьировать по весу для использования в ракетных испытаниях (см. Раздел «Со студентами: день 2»).
В первый день будьте готовы показать классу онлайн-видео как часть вводного / мотивационного содержания.
Инструкции для учителя: построение флюгера для центра перетаскивания. Мини-задание № 1
Возьмите два одинаковых куска тонкого гофрированного картона, каждый размером ~ 2 x 5 дюймов.
Отметьте один кусок вертикальной линией в центре перетаскивания картона, а другой кусок отметьте вертикальной линией на расстоянии 1 дюйма от края (смещение от центра перетаскивания). См. Рисунок 1.
В каждый кусок картона вставьте кусок жесткой стальной проволоки диаметром около 6 дюймов между слоями картона, не проталкивая его насквозь.
В 12-дюймовом деревянном брусе 2 x 4 просверлите одно отверстие достаточно большого размера, чтобы вставить поворотные тросы, расположенные на расстоянии 1 дюйма от края блока.Просверлите второе отверстие на расстоянии 2,5 дюйма от другого края блока. См. Рисунок 1.
Вставьте кусок картона (с проволокой в центре протяжки) в отверстие, удаленное от края на 2,5 дюйма. Поместите другой кусок картона (со смещением проволоки от центра тяги) в отверстие на расстоянии 1 дюйма от края деревянного бруска.
Убедитесь, что две лопасти (кусочки картона) не мешают друг другу при вращении.
Для упражнения поместите деревянный брусок с лопатками перед электрическим вентилятором.Рис. 1. Сборка флюгерного аппарата для мини-мероприятия Center Drag №1, авторское право
Copyright © 2015 Дафф Харролд, Программа RESOURCE GK-12, Инженерный колледж Калифорнийского университета в Дэвисе
Инструкции для учителя: сделайте утяжеленный дюбель для мини-упражнения № 2
Возьмите легкий стержень или деревянный дюбель диаметром ~ ½ — 1 дюйм и длиной не менее 3 футов.
Утяжелите стержень на одном конце, прикрепив к стержню по воздуховоду четыре рулона пенсов.
При приклеивании грузов, оставьте около ½ — 1 дюйма стержня, выходящего за рулоны монет, чтобы стержень можно было уравновесить, используя только один или два пальца, независимо от ориентации стержня (тяжелый конец вверх или тяжелый конец вниз). См. Рисунок 2. Рисунок 2. Сборка утяжеленного дюбеля для мини-активности центра масс № 2, авторское право
Copyright © 2015 Дафф Харролд, Программа RESOURCE GK-12, Инженерный колледж Калифорнийского университета в Дэвисе
Инструкции для учителя: Постройте минимальную ракету с переменным весом для ракетных испытаний
Из картонных папок или картона вырежьте три плавника одинакового размера и формы.
Используйте изолент или упаковочную ленту, чтобы прикрепить ребра к двухлитровой пластиковой бутылке из-под газировки. Равномерно распределите три ребра по окружности бутылки и поместите ребра так, чтобы они находились ниже центра сопротивления; то есть не ставьте плавники на самый верх ракеты. ПОМНИТЕ: дно ракеты — это горловина бутылки, поэтому обязательно прикрепите к ракете ребра, чтобы они не перевернулись при запуске! (См. Рисунок 6.)
Используйте скотч, чтобы заклеить края ребер, соприкасающихся с бутылкой, чтобы обеспечить надежный контакт.Если они не прикреплены должным образом, плавники могут оторваться от ракеты во время запуска.
Со студентами: День 1 — Мини-занятия
Введение и предварительная оценка
Представьте классу вводный / мотивационный контент, включая показ онлайн-видео.
Введите матрицу расчета, показанную в таблице 1, и четыре основных расчетных переменных: воздух (A) или вода (W) для топлива и высокий (H) или низкий (L) центр масс.Напишите матрицу дизайна на классной доске, чтобы учащиеся могли ее просмотреть. (После выполнения трех мини-заданий учащиеся будут проинформированы, чтобы выбрать один из четырех вариантов конструкции, представленных в матрице, чтобы их ракеты могли лететь как можно прямее и дальше всего.) Таблица 1. Матрица дизайна. Авторское право
Copyright © 2015 Duff Harrold , Программа RESOURCE GK-12, Инженерный колледж Калифорнийского университета в Дэвисе
Черновик проекта № 1 : Перед началом мини-заданий попросите учащихся заполнить Рабочую таблицу начального проектирования, чтобы вы могли оценить их предварительные концептуальные знания о центре масс, конструкции оперения ракеты и выборе правильного топлива для ракет с водяными баллонами.
Мини-задание № 1: Центр сопротивления
Используйте это мини-задание, чтобы познакомить учащихся с концепцией сопротивления и с тем, как размещение сопротивления на снаряде влияет на его полет. Начните с краткого обсуждения перетаскивания, используя такие подсказки, как:
Вы когда-нибудь высовывали руку из окна движущейся машины? Что вы заметили? » (Ответ: Ваша рука отводится назад.)
Что происходит, когда машина едет быстрее? (Ответ: Ваша рука отодвигается сильнее.)
Что у тебя на руке? (Ответ: Воздух.)
Воздух давит сильнее, если держать руку ладонью вперед или ладонью вниз? (Ответ: ладонью вперед.)
Почему это происходит? (Ответ: Сопротивление воздуха.)
Какое еще слово для обозначения сопротивления воздуха используется в науке и технике? (Ответ: Перетащите.)
Поднимите флюгер, чтобы показать студентам. Объясните концепцию центра сопротивления — точки, в которой ветер одинаково толкает обе стороны лопасти.В случае прямоугольника центр перетаскивания находится прямо посередине.
Поместите флюгер перед выключенным вентилятором. Убедитесь, что обе лопатки изначально расположены так, чтобы плоская поверхность была перпендикулярна вентилятору. Задайте студентам следующие вопросы:
Что произойдет с каждой лопаткой после включения вентилятора?
Какая лопасть будет наиболее устойчивой? (То есть, что найдет устойчивое положение, а какое может часто колебаться или менять положение?)
Какой из них предсказуем? (То есть, кто будет делать одно и то же каждый раз?)
Попросите учащихся записать свои прогнозы и рассуждения на бумаге.Включите вентилятор и позвольте ученикам наблюдать. Ожидайте, что большинство студентов, вероятно, предсказали, что лопатка с центрированной проволокой будет наиболее устойчивой, поскольку она кажется «сбалансированной». Тем не менее, эта демонстрация очень ясно показывает, что лопатка с точкой поворота, расположенной ВДАЛЕ от центра сопротивления, является стабильной и предсказуемой лопаткой. Лопасть с осью, расположенной В центре сопротивления (то есть прямо посередине), часто трепещет, быстро и часто меняя положение. Задайте следующие наводящие вопросы:
Какое положение оси было лучше для предсказуемости и стабильности лопасти?
Если бы одна из них была ракетой, какая была бы более предсказуемой и летела бы прямо против ветра?
Кто видит проблему? Если ракета должна лететь по воздуху, мы не можем прикрепить к ней проволоку, чтобы заставить ее вращаться в определенном месте — так где же точка поворота на ракете?
Попросите учащихся записать свои наблюдения и идеи о том, как можно заставить ракету поворачиваться в определенной точке.Мини-активность центра масс (далее) показывает, как и куда поворачивается свободно летающий объект.
Основная идея: Устойчивость достигается, когда центр сопротивления отделен от центра вращения. Тяга всегда будет следовать за центром вращения.
Мини-задание № 2: Центр масс
Используйте подсказки и задания ниже, чтобы познакомить учащихся с идеями «центра масс» и устойчивости.
Вы слышали о центре масс?
Чем он похож на центр сопротивления? Чем он отличается?
Разделите класс на группы по два ученика в каждой.
Раздайте различные предметы в классе, такие как линейки, линейки, предметы неправильной формы, по одному предмету на пару.
Посмотрите, могут ли группы найти центр масс своих объектов. Подсказка: центр масс — это место, в котором легче всего сбалансировать объект.
Попросите учащихся определить центр масс своими словами. Например: «Точка, в которой объект балансирует на вашем пальце».
Покажите студентам утяжеленный дюбель и попросите добровольца найти центр масс.(Ответ: Это будет далеко в сторону утяжеленного конца.)
В каком направлении будет легче балансировать дюбель на одном конце? Весом вниз или вверх?
Перефразируйте вопрос, используя слово «стабильный», чтобы связать устойчивость с легкостью балансировки дюбеля. Спросите: Каким образом дюбель будет более устойчивым, если он будет сбалансирован на одном конце? (Ожидаемый ответ: большинство людей считают, что положение с отягощением внизу будет более устойчивым и, следовательно, его легче сбалансировать.) Попросите учащихся записать на бумаге свои первоначальные гипотезы и объяснить, почему.
Попросите добровольцев попытаться уравновесить дюбель одним или двумя пальцами, начиная с тяжелой стороны вниз (см. Рисунок 3 слева). Ожидайте, что быстро станет очевидно, что, когда центр масс находится высоко (вес направлен вверх), дюбель намного легче уравновесить (см. Рисунок 3 справа)!
Попросите учащихся записать этот результат и объяснить, почему это может быть так.
Рис. 3. Использование утяжеленного штифта для эксперимента с балансировкой низкого центра масс (слева) и высокого центра масс (справа).авторское право
Авторское право © 2015 Дафф Харролд, Программа RESOURCE GK-12, Инженерный колледж Калифорнийского университета в Дэвисе
Центр масс как точка поворота свободного объекта: Поверните дюбель или более мелкий утяжеленный объект (например, линейку с рулоном пенсов, прикрепленных в различных положениях), подбрасывая его в воздух. Попросите учащихся внимательно посмотреть, где находится центр вращения. Изменится ли оно при изменении положения груза? Помогите учащимся понять, что все свободные объекты имеют естественный центр вращения в центре масс.Затем попросите учащихся подумать, как это соотносится с предыдущим мини-заданием. Обратите внимание, что рука действует аналогично движущемуся воздуху, создаваемому вентилятором, в отношении воздействия, которое она оказывает на флюгер. И рука, и ветер — силы, вызывающие вращение.
Центральная идея: Центр вращения свободного объекта (например, стрелы или ракеты) находится в его центре масс. Поскольку центр вращения должен НАПРАВЛЯТЬ сопротивление, передний центр масс увеличивает устойчивость свободного объекта.
Мини-задание № 3: Импульс и импульс
Двухлитровые баллонные ракеты, которые ученики создадут позже в этом упражнении, могут запускаться с использованием всего воздуха или смеси воздух / вода (немного воды добавляется в двухлитровую баллонную емкость под давлением). Это простое мини-задание показывает, почему вода является более эффективным пропеллентом, чем воздух.
Проведите обсуждение, используя следующие вопросы:
Что сделает наши ракеты лучшим топливом: вода или воздух? (Сделайте это открытое обсуждение; не говорите учащимся, что лучше; существует множество очевидных веских причин в поддержку любого выбора.)
Как бы вы сравнили воздух и воду? (Например, вода плотнее, гуще, тяжелее и т. Д.)
Тяжелым объектам требуется больше или меньше энергии для взлета в воздух, чем легким объектам? (Подробнее)
Если мы наполним нашу ракету водой, потребуется больше или меньше энергии для запуска? (Подробнее)
Будет ли пустая бутылка потреблять больше или меньше энергии для повышения давления до определенного давления? (Подробнее)
Итак, если я сравниваю бутылку, наполовину заполненную водой, с бутылкой, в которой НЕТ воды (весь воздух), нужно ли мне откачивать больше или меньше, чтобы нагнетать воду в бутылку до того же давления (например, 30 фунтов на квадратный дюйм), как бутылка без воды? (Ответ: Для наполненной водой бутылки требуется меньшее количество насосов.Примечание: давление обычно выражается в фунтах на квадратный дюйм, но также может иметь единицы энергии на объем [Джоули на кубический дюйм]. Если рассматривать это как «плотность энергии», становится ясно, что при заданном давлении [фунт / кв. Дюйм] бутылка с половиной объема воздуха имеет половину содержания энергии.)
Бутылка, наполненная водой, содержит меньше энергии И намного тяжелее, чем бутылка, наполненная воздухом — так почему их называют ракетами из бутылок с водой? Зачем людям заливать их водой? (Пока оставьте это как открытые вопросы без ответа.)
Проведите демонстрацию, как описано ниже:
На открытой площадке классной комнаты разместите два кресла на колесиках.
Попросите двух студентов-волонтеров примерно одинакового веса.
Попросите учащихся сесть на стулья лицом друг к другу так, чтобы их ноги были оторваны от земли так, чтобы стулья могли свободно катиться (см. Рисунок 4). Рисунок 4. Толкание стульев одинаковой массы. Copyright
Copyright © 2015 Sara Pace, RESOURCE Программа GK-12, Инженерный колледж Калифорнийского университета в Дэвисе; с использованием графики от Pixabay (синий офисный стул и линия сидящей женщины, оба CC0 общественное достояние) https: // pixabay.com / en / office-Chair-blue-Chair-color-147556 / https://pixabay.com/en/girl-sitting-woman-relaxing-person-148215/
Предложите ученикам сложить руки перед собой, а затем, на счет три, толкните руки другого ученика.
Попросите класс наблюдать за относительной скоростью каждого ученика на своем стуле и измерять / записывать расстояние, которое они преодолевают.
Попросите учащихся поменяться стульями и повторить процесс. (Смена стульев выполняется с учетом любых различий в сопротивлении качению каждого кресла.)
Предложите студентам задокументировать то, что произошло, сделав наброски и отметив расстояние, пройденное каждым стулом.
Затем выберите двух учеников с очень разным весом (или учитель участвует в качестве более тяжелого человека) и повторите процесс, снова отмечая пройденное расстояние (см. Рисунок 5). Рисунок 5. Толкание стульев разной массы. Copyright
Copyright © 2015 Сара Пейс, программа RESOURCE GK-12, Инженерный колледж Калифорнийского университета в Дэвисе; с использованием графики от Pixabay (синий офисный стул и линия сидящей женщины, оба CC0 общественное достояние) https: // pixabay.com / en / office-Chair-blue-Chair-color-147556 / https://pixabay.com/en/girl-sitting-woman-relaxing-person-148215/
Из демонстрации очень ясно, что с учениками одинаковой массы расстояния, которые они преодолевают, равны, но когда веса различаются, более легкий ученик путешествует намного дальше и намного быстрее.
Попросите учащихся провести аналогию между участниками этого мини-задания и баллоном, содержащим только воздух под давлением, и бутылкой, наполненной водой.Почему вода может быть лучше, чтобы ракета улетела далеко?
Центральная идея: сохранение количества движения показывает, что если более тяжелый объект выбрасывается назад, скорость движения меньшего объекта должна увеличиваться для сохранения общего количества движения в системе.
Эскизный проект № 2: Перед тем, как раздать следующий рабочий лист, кратко перечислите этапы процесса инженерного проектирования, завершенные на данный момент.
Сообщите учащимся: мы только что завершили первые три этапа процесса инженерного проектирования.Мы определили необходимость сделать ракету, которая летит прямо и далеко, используя только определенные материалы. Мы исследовали нашу проблему и вовлеченную науку, проведя три мини-задания. И мы определили возможные решения для создания нашей ракеты.
Скажите студентам: Теперь вы собираетесь выбрать решение, которое вы считаете лучшим, создать свою ракету и протестировать ее. После того, как вы испытаете свою ракету, вы можете изменить конструкцию любой ее части, чтобы она летела дальше и прямее.
Попросите учащихся заполнить Пересмотренный рабочий лист дизайна.Ожидайте, что они смогут выбрать, какой вариант конструкции из матрицы проектирования позволит их ракетам лететь максимально прямо и дальше всего. См. Ключ с ответами на листе проектирования.
Используя то, что они узнали из мини-заданий, предложите парам учеников набросать конструкции своих ракет, указав: 1) находится ли вода в баллоне под давлением, 2) расположение ее центра масс и 2) расположение плавников.
Со студентами: день 2 — ракетные испытания
После того, как группы заполнили Пересмотренный рабочий лист проекта и сделали эскизы своих ракет, проведите ракетные испытания, чтобы проверить четыре различные идеи дизайна (Таблица 1).Проведите ракетные испытания в качестве демонстрации класса, используя двухлитровую баллонную ракету, созданную учителем заранее. Испытания — это этап тестирования в процессе инженерного проектирования, поэтому ожидайте, что студенты будут делать наблюдения и записывать результаты тестов.
Отрегулируйте ракету по метательному топливу (вода или воздух внутри баллона) и расположению центра масс (заклеенные монеты) в соответствии с четырьмя тестовыми схемами: воздух с высоким центром масс (AH), воздух с низким центром масс (AL ), вода с высоким центром масс (WH) и вода с низким центром масс (WL).
Для воздушной ракеты вода не заливается в сосуд высокого давления (двухлитровый баллон).
Для ракеты с низким центром масс прикрепите лентой 5-7 четвертей к задней части ракеты (Рисунок 6-слева)
Для ракеты с высоким центром масс прикрепите лентой 5-7 четвертей к верхней части ракеты (Рисунок 6-справа).
После завершения тестирования учащиеся могут ответить на шестой вопрос рабочего листа — определить, какая из протестированных ракетных конструкций была лучшей, что дает им информацию о том, как проектировать свои собственные ракеты из бутылок с водой.Рис. 6. Ракета-баллончик с низким (слева) и высоким (справа) центром масс. Авторское право
Copyright © 2015 Сара Пейс, Программа RESOURCE GK-12, Инженерный колледж Калифорнийского университета в Дэвисе
Со студентами: дни 3-4 — Ракеты, созданные студентами, и соревнования
Учащиеся вместе со своими партнерами дорабатывают проекты ракет из бутылок с водой, затем строят и испытывают свои ракеты в рамках подготовки к соревнованиям в классе. Сделайте доступными раздаточные материалы с правилами конкурса, чтобы учащиеся понимали ограничения проекта.
Дизайн: Поручите группам при необходимости пересмотреть конструкции своих ракет, чтобы убедиться, что они будут лететь как можно дальше и прямо. Посоветуйте им подумать о том, чему они научились из результатов ракетных испытаний (просмотрев четыре проверенные идеи дизайна) и трех мини-заданий.
Конструкция: Затем каждая группа строит ракету.
Используйте двухлитровую пластиковую бутылку в качестве корпуса ракеты и сосуда под давлением.
Сделайте плавники из манильских папок или картона.По умолчанию предложите, чтобы у каждой ракеты было три плавника одинакового размера и одинаковой формы (или оставьте это открытым для экспериментов студентов). Нарисуйте на бумаге формы плавников. Получите одобрение учителя на дизайн ласт. Сделайте шаблон дизайна плавника. Трижды проследите его по папке на маниле. Вырежьте три одинаковых плавника.
Чтобы прикрепить ребра к корпусу ракеты, сначала используйте гибкую измерительную ленту, чтобы измерить окружность бутылки, где будут размещены ребра. Затем, если нужно прикрепить три ребра, разделите окружность на три, чтобы определить, как далеко друг от друга разместить ребра на ракете.Например, если окружность равна 75 см, расположите три плавника на расстоянии 25 см друг от друга. Отметьте на бутылке высоту для крепления ребер и расстояние на бутылке, например, каждые 25 см по окружности бутылки. Затем надежно закрепите ребра с помощью изоленты или упаковочной ленты.
(дополнительная конструкция парашюта) Используйте вторую двухлитровую бутылку, чтобы создать носовой конус на верхней части ракеты (дно первой двухлитровой бутылки), в котором находится парашют, сделанный из пластиковых пакетов и веревки. Добавление парашюта — хорошая стратегия для увеличения времени зависания.Предложений:
Сделайте носовой конус, отрезав верхнюю часть (конусообразную) второй бутылки. Этот конус плотно прилегает к концу основного двухлитрового баллона ракеты, но НЕ прикреплен к баллону ракеты, потому что он должен легко отрываться во время полета обратно на землю.
Что касается парашютов, предложите учащимся изготовить их любого размера или формы, используя предоставленные пластиковые пакеты и веревку, возможно, после некоторого исследования в Интернете, чтобы узнать о них больше. Соберите парашют, прикрепите его к баллону с ракетой с помощью веревки и ленты, затем сверните его и поместите в носовой обтекатель.Затем перед запуском плотно наденьте носовой обтекатель на верхнюю часть ракеты.
Тестирование и перепроектирование: После того, как группы закончат конструировать свои ракеты, попросите их надеть защитные очки и использовать ракетную установку, чтобы проверить их. Разрешите командам изменять конструкцию своих ракет столько раз, сколько они захотят, перед финальным соревнованием. Сосредоточьтесь на том, как центр масс и устойчивости, центр сопротивления и импульс влияют на их конструктивные параметры, чтобы увеличить пройденное расстояние или время полета.Еще одна переменная, которую стоит изучить, — это конструкции плавников, чтобы увидеть, как они влияют на характеристики ракеты.
Соревнование: В зависимости от кульминационного соревнования, запланированного для этого упражнения, учащиеся либо используют измерители, чтобы измерить расстояние, пройденное их ракетами (см. Раздаточный материал с правилами расстояния), либо используют секундомер для измерения времени, в течение которого их ракеты находились в полете (см. к раздаточному материалу правил времени зависания). Попросите учащихся записать результаты своей команды на диаграмме данных в классе, чтобы иметь возможность сравнивать результаты группы.Вручите командные призы.
Размышление, обмен и обсуждение : Попросите учащихся описать своими словами этапы процесса проектирования, которые они прошли в ходе упражнения, а также краткое изложение своих прогнозов, результатов и выводов, как описано в разделе «Оценка».
Оценка
Предварительная оценка деятельности
Базовый план концепции: Перед тем, как приступить к выполнению задания, попросите учащихся заполнить Рабочую таблицу начального проектирования.Рабочий лист задает два коротких ответа, один вопрос с несколькими вариантами ответов и два вопроса с заполнением пустых полей, связанных с целями обучения. Просмотрите ответы учащихся, чтобы оценить их предыдущие знания о функциях оперения ракеты, центре масс ракет и выборе топлива.
Деятельность Встроенная оценка
Проверка концепции: После выполнения трех мини-заданий попросите учащихся заполнить Пересмотренный рабочий лист проекта, чтобы применить то, что они узнали из мини-заданий.Этот рабочий лист содержит те же пять вопросов, что и рабочий лист предварительной оценки, плюс вопрос после ракетных испытаний. Чтобы оценить обучение учащихся в отношении целей обучения, сравните их исходные и исправленные рабочие листы проектирования, чтобы оценить изменения в понимании переменных конструкции ракеты. Шестой вопрос просит студентов определить, какая из протестированных ракетных конструкций была лучшей. Кроме того, заполнение пересмотренного рабочего листа проекта информирует учащихся о том, как проектировать свои ракеты из бутылок с водой.См. Ключ с ответами на листе проектирования.
Оценка после работы
Размышление, обмен и обсуждение: Попросите учащихся описать своими словами этапы процесса проектирования, которые они испытали в ходе этого упражнения, а также краткое изложение своих прогнозов, результатов и выводов. Попросите их включить свои идеи для будущих улучшений ракет, основанные на характеристиках их окончательных проектов и на том, что они узнали из мини-заданий.Ожидайте, что учащиеся смогут поделиться своими проектами и достигнутыми результатами (наибольшее расстояние пройденного пути или наибольшее время полета) с классом и смогут объяснить — используя информацию, которую они узнали во время трех мини-заданий, — почему, по их мнению, их проекты помогли им добиться своих результатов.
Making Sense: Попросите учащихся поразмышлять над научными концепциями, которые они изучали, и / или научными и инженерными навыками, которые они использовали, выполнив оценку Making Sense.
3 потрясающих ракетных проекта из бутылки с водой (и стоящая за ними наука!)
Я заметил в последнее время много шума о ракетах из бутылок с водой! Какая наука стоит за этими ракетами? И какие 3 ракетных проекта вы можете сделать этим летом со своими детьми на заднем дворе?
Наука за ракетами для бутылок с водой
В этих моделях ракет используются 2-литровые пластиковые бутылки в качестве сосудов и вода в качестве реакционной массы .
Вода вытесняется сжатым воздухом.
Эти проекты — отличные уроки физики. Но сначала давайте сделаем быстрый обзор законов движения Ньютона.
Первый закон движения Ньютона : объекты в состоянии покоя остаются в состоянии покоя, или объекты в движении остаются в движении, если на них не действует сила.
Ньютон Второй Закон движения: Ускорение объекта напрямую связано с силой, действующей на объект, и противоположно с массой.
Третий закон движения Ньютона: На каждое действие существует противоположная реакция. Они всегда идут парами, и если одна сила сильнее другой, этот объект будет двигаться.
Как законы Ньютона соотносятся с ракетой из бутылки с водой?
Чтобы ракета взлетела, необходимо приложить силу. (Это Первый закон).
Скорость (скорость) будет определяться двумя вещами: массой (весом) ракеты и создаваемой силой. (Второй закон.)
Реакция или движение ракеты от стартовой площадки равно и противоположно тяге двигателя или сопла. (Третий закон.)
Итак, имея в виду этот краткий обзор уроков физики, давайте приступим к нашим проектам ракет с водой!
Что вам нужно для создания своей собственной ракеты из пластиковых бутылок s
Каждый из этих экспериментов немного отличается! Они по-разному будут создавать давление, чтобы ваши ракеты могли летать.Но, как правило, вам понадобится следующее, чтобы создать свои высоколетящие ракеты из бутылок с водой!
Rocket — одна или несколько пустых пластиковых бутылок, обычно 2-литровая бутылка из-под газировки
Вода — иногда также используются добавки, такие как мыло или соль
Газ — велосипедный насос, воздушный компрессор, сжатый газа в баллонах или создать химическую реакцию, которая приведет к образованию сжатого газа
Сопло — горлышко баллона, пробка, соединитель садового шланга (быстрый соединитель Gardena)
Ребра — картон
Пусковая площадка — картонная коробка , кирпичи, камни
Система приземления — парашют
ВНИМАНИЕ!
Всегда используйте ракеты из бутылок с водой на открытом воздухе.Ваши дети не должны пробовать эти проекты в одиночку из-за чрезмерной силы. Как только воздух начнет поступать в бутылку, отойдите назад, даже если сразу ничего не произойдет! Каждый должен носить защитные очки.
3 способа создать свою собственную бутылку с водой Rocket
Давайте рассмотрим три варианта создания собственной ракеты из бутылки с водой или других пластиковых бутылок.
1. Классическая бутылка для воды Rocket Источник: Science Sparks
Это классический эксперимент с ракетой из бутылки с водой! Вы можете найти полные инструкции здесь, в Science Sparks.
Для этого проекта вам понадобится пластиковая бутылка для воды или газированной воды, велосипедный насос, плотная бумага или картон, пробка и изолента.
В этом эксперименте вы немного наполните ракету водой. Используйте пробку и изоленту, чтобы плотно прилегать к соплу. Вам также понадобится игольчатый адаптер для велосипедного насоса. Начните заполнять ракету воздухом, и как только давление возрастет, ракета взорвется!
2. Ракета для пищевой соды
Вместо того, чтобы использовать давление воздуха от насоса, эта ракета создает давление в результате химической реакции.
Вы можете найти полные инструкции по созданию ракеты из бутылки с пищевой содой и уксусом от Green Kid Crafts здесь.
Это немного более простая конструкция ракеты, поскольку вам не нужно создавать сопло для этой ракеты.
3. Diet Coke & Mentos Rocket Cars
Вы уже проводили эксперимент с диетическим кокаином и ментосом? Сделайте шаг вперед, создав свои собственные ракетные автомобили, приводимые в движение реакцией кокса и ментоса.
Вы также можете попытаться создать ракету и следовать тому же процессу, что и ракета из бутылки с пищевой содой и уксусом выше.Тем не менее, я обнаружил, что ракетные машины также очень крутые, и в них весело гонять!
Полные инструкции по эксперименту с ракетой из пластиковых бутылок можно найти в Science World здесь.
Бонус: ракета из кока-колы и бутана
Хорошо, хотя смотреть на эту ракету и правда круто, но дома это не самый безопасный вариант. Не рекомендую, но это действительно классная наука! (И это действительно просто.)
Вы выпили или налили немного кокаина из бутылки.Затем вы наполняете бутылку бутаном.
Бутан имеет очень низкую температуру кипения. Когда вы переворачиваете бутылку, бутан смешивается с более теплым коксом и становится газообразным. Дополнительный объем выталкивает смесь бутана и кокса из бутылки, продвигая ее вверх.
Вопросы для обсуждения для экспериментов с ракетами из пластиковых бутылок
Хотя вы можете просто повеселиться, взрывая ракеты на заднем дворе, также рассмотрите эти вопросы для обсуждения при постройке, запуске и наблюдении за полетом ваших ракет из бутылок с водой!
Почему взлетела ракета?
Что сработало? Что еще нужно улучшить?
Какие улучшения дизайна я могу сделать?
Как я могу протестировать эти улучшения?
Это отличные проекты, которые можно реализовать вместе с уроком о процессе инженерного проектирования.Вы можете получить нашу бесплатную рабочую таблицу процесса инженерного проектирования здесь.
Какая у вас была любимая ракета из бутылки с водой? Дайте нам знать об этом в комментариях!
Как построить водную ракету
Детали проекта
Навык
1 из 5 Легкий Чтобы распилить трубу и плотно запечатать ее, требуется немного мускулов, но ничего, с чем не справится ребенок постарше.
Расчетное время
1-2 часа
Если вы когда-нибудь мечтали отправить ракету в небо, вы, возможно, почувствуете облегчение, узнав, что вам не нужно возиться со взрывчаткой, чтобы заставить ее взлететь.Если вы поместите воздух под давлением, как в шине, вы можете использовать его, чтобы подтолкнуть объект вверх. Добавьте воды в смесь, и ваша ракета улетит далеко над деревьями. Эта ракета сделана из простой водопроводной трубы из ПВХ и нескольких пластиковых бутылок из-под газировки. Легко собрать за полдень. Если рядом с вами всегда взрослый, запуск ракеты безопасен и увлекателен.
Чертежи этой ракеты разработал учитель средней школы Слейтер Харрисон. Чтобы увидеть подробные инструкции по сборке, щелкните здесь.
инструментов:
Этапы создания водяной ракеты:
Шаг 1: Обзор
Иллюстрация Карла Винса
Возрастной диапазон: 7 и старше
Эта ракета приводится в движение за счет внезапного выброса сжатого воздуха, поэтому все части должны быть собраны вместе с герметичными уплотнениями, чтобы удерживать давление до тех пор, пока вы не будете готовы к запуску. Сантехническая труба из ПВХ не протечет, если вы используете правильный клей для труб и обязательно очистите все соединения перед их приклеиванием.
Простой спусковой механизм, управляемый струной, открывает трубку на конце бутылки, сбрасывая давление и отправляя бутылку в небо.
Шаг 2: Отрежьте трубу
Фото: Ask This Old House TV
Используя ножовку, отрежьте полдюймовую трубу из ПВХ на три отрезка: 2 дюйма, 18 дюймов и 78 дюймов.
Шаг 3. Просверлите отверстие для клапана
Фото: Ask This Old House TV
Используя дрель / отвертку с сверлом ½ дюйма, проделайте отверстие в верхней части одной из торцевых крышек из ПВХ.Во время работы удерживайте колпачок плоскогубцами и просверлите его прямо в куске древесины.
Шаг 4: Подключите клапан
Фото: Ask This Old House TV
Снимите маленький колпачок с клапана шины и отложите его в сторону. Проденьте клапан через отверстие в торцевой крышке из ПВХ так, чтобы он выступал сверху. Снова закрутите колпачок клапана. Возьмитесь за конец клапана плоскогубцами и потяните за него, чтобы он плотно вошел в заглушку из ПВХ.
Шаг 5. Склейте части пусковой установки
Фото: Ask This Old House TV
Выровняйте секции трубы и соединители в том порядке, в котором они будут собираться: сплошная торцевая заглушка, 18-дюймовая деталь, тройник, 78-дюймовая деталь и 2-дюймовая деталь, соединенная с ножкой тройника.
Используя очиститель для труб из ПВХ, очистите обе части каждого соединения: внешнюю часть трубы и внутреннюю часть фитинга.Одно за другим склейте соединения вместе клеем для труб из ПВХ, удерживая детали вместе в течение нескольких секунд, пока цемент схватывается.
ПРИМЕЧАНИЕ: При работе с цементом для труб всегда работайте в хорошо вентилируемом помещении.
Шаг 6: Сделайте печать для бутылки
Фото: Ask This Old House TV
Отметьте узел трубы на расстоянии 11 дюймов от длинного открытого конца. Используя пламя свечи на день рождения, равномерно нагрейте трубку на этой отметке, пока она не станет мягкой.Затем протолкните трубу внутрь, чтобы образовалась небольшая выпуклость. Держите трубу прямо, пока она не остынет и не перестанет быть мягкой выпуклостью. Эта выпуклость создаст уплотнение между трубкой и бутылкой из-под газировки.
Шаг 7. Изготовьте зажим для бутылки
Фото: Ask This Old House TV
С помощью изоленты скрепите девять стяжек вместе так, чтобы все они смотрели в одном направлении. Убедитесь, что кабельные стяжки параллельны, а их головки выровнены равномерно.Обмотайте обе стороны лентой, чтобы не было видно клея.
Наденьте бутылку из-под соды на конец трубы и прижмите ее к выступу. Оберните кабельные стяжки вокруг трубы так, чтобы головка каждой стяжки была обращена внутрь и захватывала край бутылки, плотно прижимая бутылку к выступу. Зафиксируйте кабельные стяжки в этом положении, затянув шланговый зажим вокруг изоленты.
Шаг 8: Создание триггера запуска
Фото: Ask This Old House TV
Ножницами отрежьте верх и низ 2-литровой бутылки содовой.Выровняйте секцию бутылки, не сгибая ее, и прорежьте отверстие диаметром 2,5 см с обеих сторон. Эта пружина будет удерживать спусковой крючок в нужном положении, пока вы не будете готовы к запуску.
Просверлите небольшое отверстие сбоку в коротком куске поливинилхлоридной трубы диаметром 1,5 дюйма. Проденьте конец 4-футовой веревки через отверстие и завяжите на нем узел, чтобы он не выходил. Эта труба — спусковой крючок.
Снимите бутылку с конца трубы. Наденьте пластиковую пружину на трубу через кабельные стяжки и вплотную к трубному зажиму.Затем наденьте лом ПВХ на трубу и кабельные стяжки. Проденьте шнур через отверстия в пластиковой пружине. Другой конец струны надежно прикрепите к трубе изолентой.
Проверьте этот спусковой механизм, потянув за веревку. Спусковой крючок из ПВХ должен упасть, и кабельные стяжки должны раскрыться. Когда вы отпускаете тетиву, пружина должна подтолкнуть спусковой крючок вверх и над концами кабельной стяжки.
Шаг 9: Подготовка к запуску
Фото: Ask This Old House TV
Наполните 2-литровую бутылку водой примерно на треть и наденьте ее на конец трубы.Потяните шнур на спусковом крючке вниз, чтобы бутылка могла упираться в выпуклость, а кабельные стяжки могли зацепиться за край бутылки. Освободите шнур и позвольте спусковому крючку скользить обратно через кабельные стяжки, чтобы удерживать бутылку на месте.
Шаг 10: Создайте давление в пусковой установке
Фото: Ask This Old House TV
Присоедините велосипедный насос к клапану, выходящему из тройника. Закачивайте в пусковую установку не более 70 фунтов на квадратный дюйм.