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什么是矿泉水瓶加速器?
矿泉水瓶加速器是一种利用气压原理制作的简易装置,通常用于水火箭发射或科学实验。通过向瓶内注入空气和水,利用高压气体瞬间释放产生的反作用力推动瓶子飞行。这种DIY工具成本低廉、操作简单,是儿童科普和物理实验的经典项目。
材料准备与组装步骤
你需要准备以下材料:500ml空矿泉水瓶、自行车气门芯、软木塞或橡胶塞、打气筒、胶水。首先,在瓶盖中央钻孔并插入气门芯,用胶水密封固定;然后将软木塞修剪至适合瓶口的大小,确保能紧密封闭。组装完成后,向瓶内注入1/3的水,拧紧瓶盖即可。
操作方法与安全提示
使用时将瓶子倒置,用打气筒通过气门芯向瓶内充气(建议气压不超过80psi)。当压力足够时,软木塞会被顶开,水瞬间喷出并推动瓶子升空。注意:操作时需佩戴护目镜,远离人群和易碎物品,儿童需在成人监督下进行。
实验原理与拓展应用
该实验基于牛顿第三定律——作用力与反作用力。喷出的水产生向下推力,瓶子则获得向上的加速度。可通过调整水量、气压或瓶体设计(如添加尾翼)优化飞行效果。此方法还可用于讲解气压、流体力学等物理知识。
常见问题解答
Q:瓶子能飞多高?
A:通常可达10-20米,取决于气压和水量。
Q:为什么需要加水?
A:水作为质量介质能增强反冲力,纯气体喷射效率较低。