<script language="JavaScript" src="http://www.vcharkarn.com/javafeed/article/386" type="text/javascript"></script>

Thailand Water Rocket Championship พามารู้จักการเเข่งขันจรวดขวดน้ำของประเทศไทย กฎ กติกามารยาท พร้อมความรู้ต่างๆที่จะเป็นการจุดประกายสู่การเป็นนักประดิษฐ์จรวดขวดน้ำ กิจกรรมสนุกๆที่วันนี้ก้าวไกลถึงเวทีระดับชาติ ผู้เขียน: บัวอื่น ชมแล้ว: 24,297 ครั้ง post ครั้งแรก: Tue 31 October 2006, 3:06 pm ปรับปรุงล่าสุด: Tue 31 October 2006, 3:06 pm อยู่ในส่วน: ฟิสิกส์, พักผ่อนหย่อนใจ, จรวดขวดน้ำ, เยาวชน

การที่จำทะให้เจ้าจรวดขวด PET สามารถลอยอยู่ในอากาศให้ได้ทั้งไกลและมีความแม่นยำในการยิงได้นั้น หลักการทางวิทยาศาสตร์ด้านใดบ้างที่เราต้องมีความรู้ ?


1.แรง


ถ้าเพียงให้แค่ขวดน้ำลอยได้ในอากาศนั้น ลำพังแค่ขว้างไปก็ทำได้ไดแล้ว หากแต่จะทำให้จรวดขวดน้ำของเราลอยไปได้ไกลๆนั้น จำเป็นมากที่เราต้องมีความรู้เกี้ยวกับเรื่องของ “แรง”


การใส่แรงดันเข้าไปในจรวด ทำให้ขวดมีแรงดันและสามารถไปได้ไกล ส่วนที่ว่าจะไปได้ไกลมากน้อยแค่ไหนนั้นก็ย่อมขึ้นอยู่กับแรงที่เราอัดเข้าไปในจรวด เพราะเมื่อแรงดันจากอากาศ ขวดน้ำของเราก็จะร่วมลงพื้นตามกฎของแรงดึงดูดของโลกนั้นเอง แต่ว่ารู้อย่างนี้แล้ว ใช่ว่าอย่างให้ไปได้ไกลเท่าไหร่ ก็อัดแรงดันเข้าไป แบบนั้นเห็นว่าเป็นการมองข้ามข้อจำกัดของแรงดันอากาศ ณ จุดที่เกินพอดี แล้วทำให้ขวดแตกได้


2.น้ำหรือแป้ง


น่าแปลก ที่ทั้งน้ำและแป้งที่ใส่ เข้าไปในขวดน้ำ กลับทำให้จรวดไปได้ไกลกว่าเดิม ออกจะขัดแย้งกับความรู้สึกที่ว่ามันน่าจะถ่วงน้ำหนักทำให้จรวดตกไวขึ้น


แต่ตรงข้าม ผลที่เกิดคือจรวดกลับไปได้ไกลว่าเดิม นั้นก็สามารถอธิบายได้ด้วยหลักการทางวิทยาสาสตร์ได้คือ น้ำและแป้งที่เราใส่เข้าไป ช่วยทำให้อากาศออกจากตัวจรวดช้าลง จึงทำให้จรวดไปได้ไกลและลอยตัวอยู่ในอากาศได้นานขึ้น มากกว่าจรวดที่มีแต่แรงดันอากาศเพียงอย่างเดียว




3.ความเสถียรของจรวด


เป็นการหาวิธีที่ทำให้จรวดสามารถปล่อยอากาศ ที่อัดไว้ไปในทิศทางเดียว เพราะเราทราบกันดีอยู่แล้วว่าการที่เราอัดอากาศเข้าไปนั้น อากาศมีแรงดันทุกทิศทุกทาง เมื่อเราปล่อยจรวดจึงทำให้จรวดหมุนไปแบบมีทิศทางไม่แน่นอน ทำให้ไม่สามารถกำหนดเส้นทางที่จะทำการยิง หรือแม้แต่ระยะทางก็ยากที่จะทำให้ไปไกลๆได้


ทางออกนั้นก็คือการติด “หาง” หรือ Fin ให้กับจรวด ส่วนที่ว่าจะติดอย่างไรให้สมดุล เหมาะแก่การยิงนั้น เราต้องต้องใช้ความรู้ในเรื่องของ


จุดศูนย์กลางมวล (Center of Gravity : CG) และ จุดศูนย์กลางแรงดัน (Center of Pressure : CP) ที่จะมีผลต่อ ความเสถียรในการเคลื่อนที่ ของจรวด


4.ทิศทาง


ทิศทางของการปล่อยจรวดนั้นมีผลต่อระยะการยิ่งของจรวด หากทิศในการยิงของเราเป็นแนวนอน อธิบายให้เห็นภาพง่ายๆก็อย่างเช่น หากเราปล่อยจรวดไปตามทิศทางลม ระยะทางของจรวดย่อมไปได้ไกลกว่าการที่เราปล่อยย้อนทางลมที่มีแรงเสียดทานจากภายนอกมาต้านจรวดนั้นเอง


และหากพิจารณาถึงปัจจัยในการยิงแนวตั้ง หรือที่เรียกกันว่า “มุมยิง” หรือ “องศาในการยิง” ที่มีผลต่อระยะในการยิ่งก็เป็นผลมาจากแรงดึงดูดของโลกที่คอยดึงให้จรวดตก หากเรายิ่งยิงจรวดทำมุมต่ำจากพื้นดินมากเท่าไหร่ จรวดก็จะตกเร็วขึ้นนั้นเอง แต่หากจะคิดว่า แบบนั้นก็ยิงเสียมุมกว้างๆอย่าง 90 องศาไปเลยนั้น ถึงจรวดจะตกได้ช้า แต่ต้องไม่ลืมว่า จรวดจะไม่ไปไกลจากจุดปล่อยเลย




5.น้ำหนัก


ทุกสิ่งทุกอย่างที่ประกอบและใส่เข้าไปในจรวดนั้น ทำให้จรวดมีน้ำหนัก ซึ่งน้ำนักจะมีผลต่อแรงส่งจรวดก็เพราะว่าในตอนแรงนั้นจรวดจะเคลื่อนที่ไปด้วยแรงดันลมในระดับหนึ่ง เมื่อหมดแรงดันอากาศที่เราใส่เข้าไปแล้ว ก็จะมีอีกแรงส่งอีกอันหนึ่งที่เรียกว่า “โมเมนตัม” ช่วยในการส่งต่อ และจรวดที่มีน้ำหนักมากก็ย่อมต้องใช้แรงดันอากาศมาก รวมถึงตกสู่พื้นเร็วขึ้นอีกเช่นกัน


6.มวล


จรวดที่มีมวลมาก คือมีการออกแบบให้สามารถบรรจุแรงดันอากาศและน้ำได้ในสัดส่วนที่มาก มันจะสามารถบรรทุกพลังขับเคลื่อนได้มากกว่านั้น ย่อมส่งผลให้จรวดไปได้ไกลกว่าจรวดที่มวลน้อย


7.หลักการของอากาศพลศาสตร์


กล่าวถึงเรื่องของแรงเสียดทานที่เข้ามาปะทะกับตัวของจรวด ดังนั้นการออกแบบที่ดีจึงควรทำให้ตัวจรวดเคลื่อนที่ไปด้วยแรงเสียดทานน้อยที่สุด จึงจะทำให้จรวดไปได้ไกลขึ้น


8 ส่วนผสม


คือการผสมผสานของ “การทดลอง” และ “การจดบันทึก” ในส่วนของการทดลองนั้นเป็นการใช้หลักตามข้อ 1-6 ตามที่กล่าวมา ทั้งแรงดันอากาศที่เหมาะสม ทิศทางการยิง การติดหาง รวมทั้งรูปทรงของจรวด เพื่อนำมาผสมผสานทำให้จรวดไปได้ไกลที่สุด ซึ่งการที่จะทำให้ได้ส่วนผสมที่ลงที่สุดนั้น ก็ต้องเกิดจากการทดลองหลายๆครั้ง เป็นการนำมาสู่ “การจดบันทึก” ซึ่งหลักทางคณิตศาสตร์และสถิติจะเข้ามามีบทบาทเพื่อสามารถหาจุดที่ดีที่สุด กระบวนการนี้นี่เอง ทำให้ผู้ร่วมกิจกราม มีการพัฒนาทักษะต่างๆ รวมทั้งความอดทน จนสามารถทำจรวดที่เกิดความพอใจในท้ายที่สุด


ส่วนอีกปัจจัยที่มีความสำคัญในการยิงจรวดก็คือ “ตัวฐานปล่อยจรวด” เป็นตัวที่เราใช้ในการอัดอากาศและปล่อยจรวด


และสิ่งหนึ่งที่ต้องระมัดระวังให้ความสำคัญเป็นอย่างมากก็คือ “ความปลอดภัย” เพราะจรวดขวดน้ำ นี้ หากยิงไปโดนใคร หรือสิ่งของต่างๆ ด้วยแรงขนาดนั้น ก่อความเสียหายได้ไม่อยาก หรือแม้แต่เรื่องของแรงดันที่อาจทำให้ตัวจรวดเองนั้นระเบิดได้ ซึ่งก็นำมาสู่อันตรายได้เช่นกัน แต่ก็อย่ากังวลมากไป เพราะจริงๆแล้วภัยที่จะเกิดขึ้นนี้ เรียกได้ว่าสามารถป้องกันได้ไม่ยากหากปฎิบัติถูกวิธี และไม่ประมาท

---

บทความอื่น

บทความแนะนำ

Blog แนะนำ

Hot Links

คลังข้อสอบ | ข่าววิชาการ
เล่นกล/เกม | อ่านนิยาย
ข่าวทุนการศึกษา | ลิงค์

ขอบคุณผู้สนับสนุน