Pop Bottle Rocket, Partie I action et réaction, Science World British Columbia
Dans cette activité, les élèves utilisent des fusées de bouteille pop pour en savoir plus sur la troisième loi du mouvement de Newton et comment changer les résultats de la force d'action dans une réaction dramatique.
2L fusées bouteille de boisson gazeuse sont une excellente façon de démontrer les effets des forces sur les objets et offrent de nombreuses possibilités d'observation, la prévision, la mesure et la réalisation d'expériences en contrôlant les variables. La partie I de cette série d'activités montre comment fonctionne une fusée de bouteille de boisson gazeuse. Vous pouvez faire cette activité elle-même, ou le suivre avec la partie II et / ou de la partie III de cette série pour une enquête plus approfondie dans les forces et le vol de fusée.
Comment fonctionne une fusée de bouteille de boisson gazeuse
Un lanceur alimenté par une pompe à bicyclette à main ou un petit compresseur remplit une fusée de bouteille de boisson gazeuse en plastique avec de l'air comprimé. Lorsque la bouteille est libéré du lanceur, l'air échappe à la bouteille. Comme la bouteille expulse l'air, l'air pousse vers le haut la bouteille (troisième loi du mouvement de Newton). L'augmentation de la poussée (en ajoutant plus de pression sur la bouteille) augmente l'accélération. Ceci est une illustration de la deuxième loi de Newton (une plus grande force provoque une plus grande accélération). Nous voyons la plus grande accélération un vol plus élevé.
Conseils de sécurité:
fusées de bouteille L'avion est beaucoup de plaisir, mais assurez-vous de prendre des précautions de sécurité au sérieux:
- Rockets voyager loin; ne pas faire cette activité à l'intérieur.
- Chaque lanceur doit être supervisé par un adulte.
- Ne pas mettre sous pression la fusée passé 40 psi (livres par pouce carré).
- Pour mettre sous pression et le lancement de la fusée, tout le monde devrait se tenir loin du lanceur. Assurez-vous que tous les observateurs savent qu'une roquette est sur le point d'être lancé, une combinaison à rebours et de la zone de sécurité fonctionnent bien pour cela.
- Regardez tout le vol de la fusée pour vous assurer qu'il ne frappe pas tout le monde comme il tombe.
- Utilisez uniquement des ailettes papier / carton, métal jamais.
- Porter des lunettes de protection.
Objectifs:
- Explorer et démontrer les effets des forces d'action et de réaction.
- Appliquer leur compréhension des forces et de leurs effets sur les objets pour manipuler le vol des fusées jouets.
Matériaux:
- un lance-fusée bouteille de boisson gazeuse, fait ou acheté (de la forêt boréale)
- un grand champ ou ouvert, espace extérieur
- une bouteille de boisson gazeuse 2L
- matériaux pour créer des ailettes et des cônes de nez (par exemple, des ciseaux, du ruban, du papier de construction, mousse, papier, carton)
- 300-400mL d'eau
- des lunettes de sécurité (pour l'ensemble du groupe)
Que faire:
- Passez en revue les mesures de sécurité avant de commencer.
- Mettre en place la rampe de lancement et de la pompe fermement sur le sol, avec le lanceur face awayfrom du groupe et vers un espace ouvert. Tous les observateurs devraient être au moins 3-5m loin du lanceur.
- Verser 300-400mL d'eau dans la fusée.
- Soulevez la poignée sur la rampe de lancement et adapter soigneusement la bouteille de boisson gazeuse sur la buse. Assurez-vous que la bouteille est verrouillée.
- Trouvez deux volontaires pour être le « lanceur » et le « autopompe ». Demandez à la fois de porter des lunettes de sécurité.
- L'air « autopompe » ajoute à l'aide de la pompe. Veillez à ne pas dépasser 40 livres par pouce carré (5-6 pompes à vélo) comme une pression plus forte peut rompre la fusée de la bouteille.
- Un compte à rebours!
- A « Décollez! », Le « lanceur » tire la poignée en arrière, en relâchant la pression et l'envoi de la fusée dans l'air.
Conseils sur l'utilisation du lanceur
- Une bonne étanchéité est nécessaire de faire pression sur la bouteille. Si vous voyez un jet d'eau que vous pompe, le joint est trop lâche.
- Les bouteilles s'affaiblissent de lancement et de l'atterrissage. Bien qu'une nouvelle bouteille peut supporter plus de pression, ne jamais mettre sous pression une bouteille supérieure à 40 livres par pouce carré. Retire fusées à eau après 10 vols ou plus tôt si vous pensez que des dommages.
extensions:
- Essayez différentes bouteilles de forme ou de mettre différentes ailettes en forme sur la bouteille pour faire voler plus droit.
- Diviser la classe en groupes de 2 ou 3 et permettre à chacun de concevoir leur propre fusée, en ajoutant des ailettes, un cône de nez, et toutes les autres caractéristiques qu'ils pensent aidera la fusée voler plus loin ou plus droit. Testez les fusées pour voir ce modèles voler mieux.
- Suivi avec l'activité Pop Bottle Rocket Partie II: Projectile Motion. Expérimentez avec les angles au cours de laquelle vous lancez la fusée. Ce qui fait l'angle le plus de Voyage de fusée?
- Suivi avec l'activité Pop Bottle Rocket, Partie III: masse et de force. Expérience avec la quantité d'eau que vous ajoutez-ce qui se passe si vous remplissez la moitié de la bouteille d'eau? Jusqu'où pouvez-vous obtenir une bouteille pour aller?
Autres ressources:
Sciences World Resources | Leçon complète - autres activités | Rockets
Questions clés:
- Est-ce que plus ou moins des bouteilles de soda aller plus haut?
- Peut-on estimer à quelle hauteur les fusées vont? Comment peut-on mesurer et comparer les hauteurs des différentes fusées?
- Comment peut-on estimer ou mesurer la vitesse de la fusée comme il quitte le lanceur?
- Comment pourrait-on augmenter la pression dans les bouteilles avant ôtèrent?
- Comment pourrait-on modifier les bouteilles de soda pour obtenir des vols plus longs ou plus?