設計水火箭時須考慮很多不同的變因,設計者一定要清楚知道各變因的影響,才能構思出最理想的設計。水火箭設計主要涉及兩方面的考慮,首先是射程,其次是穩定性與準確性。
射程
影響水火箭射程的因素包括水和空氣的比例、水火箭的重量、發射角度。水火箭的動力來自水火箭內的壓力,把水火箭內的水擠出,產生反作用力,推動水火箭。用來製作水火箭主體的水樽不能抵受過大的壓力,否則會爆裂。
其實,單靠空氣的壓力同樣可推動火箭升空,只是射程會較短;不過,可避免弄濕地方或衣服,減低測試時出現混亂或產生危險的機會。
注水的份量亦非愈多愈好,由於水樽可承受的壓力有一定限制,所以水和空氣的比例十分重要,是一個很好的探究問題。另外,水火箭的大小和總重量會直接影響其射程範圍,這也是須要考慮的因素。
同時,發射的角度亦會影響射程,哪個角度才可達到最遠的射程呢?這要從測試中找出來。
穩定性與準確性
水火箭的穩定性並不受推力大小影響,而是受水火箭設計影響。只要水火箭有動力飛行,便可探究這因素。
為了簡化設計的複雜性,教師應制訂比賽規則。以飛行距離比賽為例,設計者須考慮下列因素與飛行距離的關係:
- 載水量
- 空氣壓縮量
- 發射角度
- 外形設計
- 水火箭重心
如果教師制定的規則較多,就可把考慮的問題收窄,例如:規定空氣壓縮量,設計者就不用測試這個變因。因此,教師可根據學生的能力,設計適合他們的探究範圍。 |