探测器如何到达太空

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出品人: 

研究推力和反推力如何把火箭推进到外太空。

实验材料: 

  • 吸管
  • 鱼线或线(足够长,能够连接房间的两端)
  • 长气球
  • 透明胶带
  • 扭结丝

步骤和现象: 

1) 给气球充气。用可拆卸的扭结丝封住开口。

2) 用胶带把吸管纵向地粘到气球的一边。把线穿过吸管。

3) 把线的一端连接到一根柱子或门拉手上。

4) 把线拉紧,把另一端系到房间另一头的物体上(或者让朋友拿住另一端)。

5) 准备完毕后,解开扭结丝,放开气球。

6) 重复这个实验,但要把线重新绑成一个斜坡(把另一端系到一个更高的物体上,或者让你的朋友把手举高点)。从较低的一头放开气球。

怎么回事?: 

你的气球符合牛顿第三定律:每个作用力都用一个大小相等方向相反的反作用力。当空气从气球后面冲出时,它会把气球向反方向推出。气球火箭可以毫不费力地水平移动,但是垂直方向的移动却没有那么轻松。它需要更多推力以便得到必需的速度,这样才可以克服重力。

如果没有基础的物理定律知识,科学家就无法把探测器(如“旅行者”、“麦哲伦”和“伽利略”)发送到太空中。需要一定外力和速度来摆脱地球的地心引力。如果火箭要摆脱地球的万有引力,它的飞行速度必须是 11.2 公里/秒,或 25,000 英里/小时!因此,探测器必须借助火箭才能发射。火箭的燃料由液态氢和氧组成。当燃料燃烧时,气体向下排出,从而把火箭向上推。

给家长/老师的提示: 

在气球中充不同体积的空气,重复做这个实验。观察气球在充了各种体积的气体时可以沿着线飞多远。

使用 2 只气球火箭来做实验,让它们在一根线上朝着相反方向。用胶带把 60 厘米长的线粘到两只充了气的气球之间。同时发射它们。当气球挣扎着要摆脱对方时,让您的孩子解释为什么这两只气球会向一个方向运动,或者还是保持静止。