ตั้งแต่สมัยโบราณมนุษย์ถูกไฟเผาไหม้เผาไหม้และเอื้อมมือไปหาดวงดาว กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันเป็นหลักสำคัญของฟิสิกส์พื้นฐาน (และความสนุกสนานมากมายที่จะเล่นด้วย) วิธีหนึ่งที่ยอดเยี่ยมในการศึกษากฎข้อที่ 3 ของนิวตันคือจรวด การทดลองที่ง่ายและราคาประหยัดนี้แสดงให้เห็นถึงพื้นฐานของฟิสิกส์ปฏิกิริยาการกระทำและเป็นพื้นฐานสำหรับการเคลื่อนที่ของกระสุนปืนที่เผาไหม้

วัสดุ:

ขั้นตอนที่ 1: ความปลอดภัยคือทุกสิ่ง (ตอนที่ 1)

ขั้นตอนที่ 2: ความปลอดภัยคือทุกสิ่ง (ตอนที่ 2)

ขั้นตอนที่ 3: สิ่งที่ถูกต้อง (สิ่งที่คุณต้องการในการสร้างจรวด)

ขั้นตอนที่ 4: ทีละขั้นตอน (วิดีโอ)

ตัวถอดรหัสของวิดีโอนี้จะไม่รับผิดชอบต่อความเสียหายหรือการบาดเจ็บใด ๆ ที่เกิดขึ้นจากการรับข้อมูลหรือการประยุกต์ใช้ข้อมูลที่อยู่ภายในวิดีโอนี้

ในช่วงปลายปี 1600 ของ Sir Isaac Newton ได้พัฒนากฎการเคลื่อนไหวของเขาขึ้นมาอันดับ 3 ซึ่งระบุว่าสำหรับทุกการกระทำในธรรมชาตินั้นมีปฏิกิริยาที่เท่าเทียมกันและตรงกันข้าม ในกรณีของจรวดการกระทำของเครื่องยนต์จรวดที่ผลิตก๊าซร้อนผ่านทางระบบไอเสียทำให้เกิดปฏิกิริยาของจรวดที่ถูกผลักไปในทิศทางตรงกันข้ามของไอเสีย (NASA, 2011)

เคล็ดลับความปลอดภัย:

•ต่อไปนี้เป็นเคล็ดลับที่จะทำให้คุณปลอดภัยในขณะที่สร้างจรวด

•ใช้ข้อมูลใด ๆ ที่มีอยู่ในวิดีโอนี้เป็นความรู้ทั่วไป แต่โปรดอย่าพิจารณาว่าเป็นคำแนะนำด้านความปลอดภัยที่รวมทุกอย่าง

•โปรดทราบว่าโครงการนี้ควรดำเนินการหรือควบคุมโดยผู้ใหญ่ที่มีความสามารถ

•การทดลองนี้เกี่ยวข้องกับการใช้ไฟและขีปนาวุธเล็ก ๆ การจับคู่และวัสดุที่เกี่ยวข้องกับไฟอื่น ๆ ควรใช้โดยผู้ใหญ่ที่มีความสามารถหรือภายใต้การดูแลของผู้ใหญ่

•ควรสวมใส่อุปกรณ์ป้องกันดวงตาเมื่อยิงจรวดจากก้านไม้ขีดไฟเพื่อป้องกันการบาดเจ็บ

•ข้อมูลที่ให้ไว้ในที่นี้เป็นทั้งข้อมูลและมากเกินพอที่จะป้องกันการบาดเจ็บ แต่โปรดทราบว่าไม่มีสิ่งใดในวิดีโอนี้ที่จะนำมาใช้แทนความรับผิดชอบของคุณต่อความผาสุกของผู้ที่ทำหรือสังเกตโครงการในนี้ วีดีโอ

วัสดุ:

นี่คือรายการของวัสดุที่คุณจะต้องสร้างจรวดไม้ขีดไฟของคุณ

การแข่งขันกระดาษ 1 เล่ม

การแข่งขันไม้ 1 กล่อง

คลิปหนีบกระดาษขนาดเล็ก 1 อัน

1 พินความปลอดภัย

อลูมิเนียมฟอยล์สำหรับงานหนัก

แว่นตานิรภัย

พื้นผิวการทำงานที่ทนไฟ

เคล็ดลับความปลอดภัย:

การทดลองนี้ใช้ไฟและความร้อนในการสร้างแรงที่จำเป็นในการปล่อยจรวดไม้ขีดไฟ ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้นอกพื้นที่ที่ไม่มีหญ้าแห้งน้ำมันเบนซินหรือวัสดุไวไฟอื่น ๆ สถานที่ที่ยอดเยี่ยมในการใช้คือพื้นผิวคอนกรีตขนาดใหญ่เช่นลานจอดรถหรือสนามบาสเก็ตบอล

การควบคุมวิดีโอ:

โปรดดูคำแนะนำต่อไปนี้ก่อนที่จะพยายามทำตามขั้นตอน

หลังจากอธิบายแต่ละขั้นตอนแล้วคุณจะมีโอกาสหยุดวิดีโอชั่วคราวเพื่อทำงานให้เสร็จ คลิกวิดีโอหนึ่งครั้งเพื่อหยุดชั่วคราวจากนั้นคลิกวิดีโออีกครั้งเมื่อคุณพร้อมที่จะดำเนินการต่อ

คำแนะนำ:

1. ขั้นตอนแรกคือการสร้างจรวดสำหรับจรวดของเรา คลิปหนีบกระดาษโค้งงอเพื่อให้มีลักษณะเช่นนี้ การแพร่กระจายฐานของคลิปจะทำให้แน่ใจว่ามันจะตั้งตรงหลังจากติดตั้งจรวด
2. ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการติดตั้งแผ่นอิเล็กทรอนิกบนพื้นผิวที่จะไม่ได้รับความเสียหายจากการปล่อยไอเสียของจรวดเช่นถนนคอนกรีตหรือทางเท้า
3. นำกระดาษที่ตรงกันออกจากแพ็ค หมายเหตุหัวของคู่เคลือบด้วยสารเคมีแห้งหลากหลายชนิด เมื่อโดนหรือให้ความร้อนสารเคมีเหล่านี้จะเผาไหม้อย่างรวดเร็วทำให้เกิดความร้อนและก๊าซ นี่จะเป็น "เครื่องยนต์" ของจรวดของเรา
4. ตัดอลูมิเนียมฟอยล์สี่เหลี่ยมเล็ก ๆ ควรใหญ่พอที่จะครอบคลุมส่วนหัวของการแข่งขัน สิ่งนี้จะช่วยลดน้ำหนักของจรวดที่ยกออก
5. ตอนนี้ห่ออลูมิเนียมฟอยล์แน่น ๆ รอบหัวของการแข่งขันดังที่แสดง สิ่งนี้ก่อให้เกิด“ ที่อยู่อาศัย” ของจรวดของเราเพื่อกักเก็บก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างการจุดระเบิด
6. เปิดพินความปลอดภัยอย่างระมัดระวังแล้วสอดปลายพินใต้แผ่นฟอยล์แล้วดันขึ้นไปที่หัวของการแข่งขัน เรียกใช้รูปขนาดย่อของคุณตามขอบของพินเพื่อสร้างหลอดเล็ก ๆ ในกระดาษฟอยล์ หลอดนี้เป็นช่องไอเสียและจะควบคุมก๊าซเครื่องยนต์ในทิศทางเดียวและบังคับจรวดของเราให้เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามตามที่เราเห็นในกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตัน
7. วางจรวดไม้ขีดไฟบนจรวดยิงจรวดของเรา

ข้อควรระวัง:

1. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าจรวดจับคู่ชี้ไปจากผู้คนหรือวัสดุที่เผาไหม้ได้ ขอแนะนำให้มีน้ำหรือเครื่องดับเพลิงอื่น ๆ หัวฟอยล์ของจรวดจะร้อนมาก!
2. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นที่นั้นปราศจากสิ่งกีดขวางและวัตถุที่อาจเกิดเพลิงไหม้ปะทะไม้นัดหนึ่งและยิงจรวดอย่างระมัดระวังโดยจับคู่ที่สองนี้ไว้ใต้แผ่นฟอยล์จนกว่าอุณหภูมิการเผาไหม้จะถึงจุดระเบิด
3. การเคลือบทางเคมีในเครื่องยนต์จรวด matchstick ของเราจะติดไฟเปลี่ยนเป็นความร้อนและก๊าซอย่างรวดเร็ว ก๊าซมีอยู่ในตัวเรือนอลูมิเนียมฟอยล์และบังคับผ่านช่องระบายอากาศ แรงที่เกิดขึ้นจากการขยายตัวของก๊าซทำให้จรวดพุ่งออกจากจรวดยิงจรวดและอากาศ

สรุป:

1. จำไว้ว่าจรวดไม้ขีดไฟของคุณแสดงให้เห็นถึงกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของไอแซคนิวตันซึ่งระบุว่าสำหรับทุกการกระทำมีปฏิกิริยาที่ตรงกันข้ามและเท่าเทียมกัน
2. เมื่อการแข่งขันถูกเผาไหม้ในสภาพแวดล้อมที่ปิดล้อมอลูมิเนียมฟอยล์จะกลายเป็นห้องเผาไหม้จรวด แรงดันเพิ่มขึ้นในห้องจนกว่าจะถูกส่งผ่านช่องไอเสียเพื่อให้เกิดควันและก๊าซอย่างรวดเร็ว
3. อย่างที่เราได้เห็นแล้วไอเสียก่อให้เกิดการกระทำและจรวดที่ถูกผลักไปในทิศทางตรงกันข้ามคือปฏิกิริยา

แนวคิดอื่น ๆ:

เมื่อคุณทดลองใช้ด้วยตนเองลองดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณเปลี่ยนขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของช่องไอเสีย เส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่ขึ้นจะทำให้จรวดเคลื่อนที่เร็วขึ้นหรือช้าลงหรือไม่? มุมของจรวดยิงจรวดส่งผลกระทบต่อระยะทางที่จรวดเดินทางไปหรือไม่?

ส่วนใหญ่จะปลอดภัยและสนุก!

ขั้นตอนที่ 6: การอ้างอิง

(n.d.) รูปภาพของ Isaac Newton สืบค้นจากเว็บไซต์สถาบันคณิตศาสตร์วิทยาศาสตร์ของไอแซกนิวตัน:

(2001, 10 มีนาคม) ธ อร์จรวดบรรจุดาวเทียมสื่อสารลงในอวกาศ (2504) สืบค้นจากเว็บไซต์ The Internet Archive:

(2010, 20 กันยายน) ทฤษฎีการเรียนรู้มัลติมีเดียของ Richard Mayer ดึงจากการเป็นตัวแทน & การออกแบบการโต้ตอบ: เว็บไซต์วารสาร:

(2011, 20 มิถุนายน) กฎข้อที่ 3 ของนิวตัน: แรงผลักของเครื่องยนต์จรวด สืบค้นจากเว็บไซต์ของ NASA Glenn:

O'Connor, D. (2011, 20 มิถุนายน) วิทยาการที่เกี่ยวกับจรวด สืบค้นจากเว็บไซต์ Dano Songs: