Views
จาก คลังปัญญาไทย, สารานุกรมฟรี
จรวดขวดน้ำ (PET) คือ จรวดที่สร้างจากขวดพลาสติกน้ำอัดลม ใช้แรงขับเคลื่อนด้วยน้ำหรือแป้งโดยอาศัยแรงดันของอากาศที่บรรจุอยู่ภายใน
สารบัญ |
[แก้ไข] ความเป็นมาเกี่ยวกับจรวดขวดน้ำ
สำหรับในประเทศไทย การแข่งขันจรวดขวดน้ำระดับประเทศ ได้มีการจัดขึ้นเป็นครั้งแรก ในปี 2546 โดยองค์การพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ (อพวช.) “การแข่งจรวดขวดน้ำ” นอกจากจะเป็นกิจกรรมที่สนุกสนาน ง่ายที่เยาวชนจะให้ความสนใจแล้ว ยังควบคู่ไปด้วยสาระความรู้ในกระบวนการวิทยาศาสตร์ ส่งเสริมพัฒนาให้เด็กได้ใช้ความรู้และจินตนาการอย่างดี และยังมีบุคคล นักเรียน นักศึกษาให้ความสนใจในกิจกรรมนี้มากขึ้นอีกด้วย
อย่างไรก็ตาม นอกจากการแข่งขันระดับประเทศของไทยแล้ว จรวดขวดน้ำยังเป็นที่นิยมในหลายๆ ประเทศ อย่าง Water Rocket Challenge ในประเทศอังกฤษ Adventures in Science and Technology - The Great Cross - Canada Water Rocket Challenge ที่แคนาดา Japanese Water Rocket Contest ในประเทศญี่ปุ่น ซึ่งเยาวชนไทยนั้นก็มีความสามารถไปประชันฝีมือในเวทีระดับชาติมาแล้วเช่นกัน
[แก้ไข] รอบรู้ก่อนประดิษฐ์จรวดขวดน้ำ
การที่จำทำให้เจ้าจรวดขวด PET สามารถลอยอยู่ในอากาศให้ได้ทั้งไกลและมีความแม่นยำในการยิงได้นั้น หลักการทางวิทยาศาสตร์ด้านใดบ้างที่เราต้องมีความรู้?
[แก้ไข] แรง
ถ้าเพียงให้แค่ขวดน้ำลอยได้ในอากาศนั้น ลำพังแค่ขว้างไปก็ทำได้แล้ว หากแต่จะทำให้จรวดขวดน้ำของเราลอยไปได้ไกลๆ นั้น จำเป็นมากที่เราต้องมีความรู้เกี้ยวกับเรื่องของ “แรง” การใส่แรงดันเข้าไปในจรวด ทำให้ขวดมีแรงดันและสามารถไปได้ไกล ส่วนที่ว่าจะไปได้ไกลมากน้อยแค่ไหนนั้นก็ย่อมขึ้นอยู่กับแรงที่เราอัดเข้าไปในจรวด เพราะเมื่อแรงดันจากอากาศ ขวดน้ำของเราก็จะร่วมลงพื้นตามกฎของแรงดึงดูดของโลกนั้นเอง แต่ว่ารู้อย่างนี้แล้ว ใช่ว่าอย่างให้ไปได้ไกลเท่าไหร่ ก็อัดแรงดันเข้าไป แบบนั้นเห็นว่าเป็นการมองข้ามข้อจำกัดของแรงดันอากาศ ณ จุดที่เกินพอดี แล้วทำให้ขวดแตกได้
[แก้ไข] น้ำหรือแป้ง
น่าแปลกที่ทั้งน้ำและแป้งที่ใส่เข้าไปในขวดน้ำ กลับทำให้จรวดไปได้ไกลกว่าเดิม ออกจะขัดแย้งกับความรู้สึกที่ว่ามันน่าจะถ่วงน้ำหนักทำให้จรวดตกไวขึ้น แต่ตรงข้าม ผลที่เกิดคือจรวดกลับไปได้ไกลว่าเดิม นั้นก็สามารถอธิบายได้ด้วยหลักการทางวิทยาศาสตร์ได้ คือ น้ำและแป้งที่เราใส่เข้าไป ช่วยทำให้อากาศออกจากตัวจรวดช้าลง จึงทำให้จรวดไปได้ไกลและลอยตัวอยู่ในอากาศได้นานขึ้น มากกว่าจรวดที่มีแต่แรงดันอากาศเพียงอย่างเดียว
[แก้ไข] รู้จักส่วนต่างๆ ของจรวด
- ขวด PET (Poly Ethylene Terephthalate) : ขวด PET ได้เข้ามาเป็นที่รู้จักในประเทศไทยก็จากวงการของน้ำอัดลมนั้นเอง โดยนำมาเป็นขวดที่ใช้ในการใส่เครื่องดื่ม เพราะด้วยคุณสมบัติที่มีน้ำหนักเบา มีความสามารถในการซึมผ่านของก๊าซต่ำ และที่สำคัญคือมีความต้านทานแรงกระแทกได้เป็นอย่างดี ถ้าหากเราไปใช้ขวดพลาสติกชนิดอื่น ซึ่งมีมีความทนต่อแรงดันอากาศต่ำ ก็จะทำให้ขวดระเบิดได้ เมื่อเราใส่แรงดันอากาศเข้าไป หรือเมื่อเรายิงจรวด
- ฐานยิง : มีอยู่ 2 แบบคือ ประเภทที่ใช้ระบบปลดเร็ว ซึ่งมีมี adapter ติดกับตัวจรวด และฐานยิงแบบไม่ใช้ adapter
- ปีก/ครีบจรวด (Fin) : ส่วนสำคัญที่ช่วยในการบังคับทิศทางของจรวด
- หัวจรวด : รูปร่างของหัวจรวดนั้น มีผลต่อแรงต้าน (drag) และตำแหน่งของจุดศูนย์กลางของแรงต้าน (center of drag) และการออกแบบต้องคำนึกถึงความปลอดถัยของจรวดและสิ่งที่จรวดจะชน
นอกจากนี้ยังมีส่วนประกอบที่เราจำเป็นต้องเรียนรู้ ไม่ว่าจะเป็น ขาตั้งจรวด การต่อขวด ปั๊มลม แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของจรวดฯลฯ ซึ่งสามารถหาความรู้ได้จากหนังสือ เว็บไซต์ หรือแลกเปลี่ยนประสบการณ์กันโดยตรงจากผู้ที่มีความรู้ความสนใจในกิจกรรมประดิษฐ์จรวดขวดน้ำตามโอกาศต่างๆ
[แก้ไข] การประดิษฐ์จรวดขวดน้ำ
[แก้ไข] การเตรียมขวด
ขวดที่ใช้ส่วนใหญ่จะเป็นขวดน้ำอัดลม เล็กหรือใหญ่ก็ได้ เลือกแบบตามชอบ แต่ดูเหมือนขวดแฟนต้าจะมีรูปร่างคล้ายจรวดมากกว่าใคร
[แก้ไข] การเป่าขวด
ส่วนใหญ่จะเป่าที่ก้นขวด เพื่อให้มีปริมาตรมากขึ้น และมีรูปทรงตามต้องการ
[แก้ไข] ปากขวด
โดยทั่วไปจะคงไว้ตามเดิม แต่กรณีที่มีปัญหาเช่นใส่ขวดไม่เข้าเพราะปากเล็กไปหน่อย หรือโอริงโตกว่านิดหน่อย การแก้ไข ในกรณีนี้ เราก็ขยายปากขวดให้กว้างขึ้นนิดหน่อย ก็เป็นอันเรียบร้อย
[แก้ไข] หัวจรวด
หัวจรวดเราทำได้หลายแบบ หัวทู่ หัวกลม หัวแหลม ก็ว่ากันไป ขึ้นอยู่กับการทดลองว่าแบบไหนจะเห็นผลมากกว่ากัน แบบนี้ต้องทดลอง
[แก้ไข] หางจรวด
บางทีเรียกปีก ฝรั่งเรียก ฟิน รูปแบบที่ใช้ก็มีหลากหลายรูปแบบ ในทางการหน่อย ถ้ามีพื้นที่มากจะมีแรงต้านมากตามไปด้วยต้องทดลอง และวิเคราะห์ดูว่าขนาดและแบบไหนจะดีที่สุด
[แก้ไข] ลำตัว
ถ้าไม่เปลี่ยนแปลงก็ใช้ขนาดที่มากับขวด แต่อยากแต่งซิ่งก็ต้องเป่ากันหน่อย
[แก้ไข] การต่อขวด
นำขวดมา 2 ใบ ทำให้ใบหนึ่งใหญ่กว่าอีกใบหนึ่งเล็กน้อย พยายามที่จะให้อีกใบหนึ่งสวมเข้าไปได้ ตรงรอยต่อให้ขัดกระดาษทราย เพื่อจะได้ติดแน่นเวลาใส่กาว ไม่ต้องใช้กาวแพงก็ได้ ใช้ 502 ก็ได้
กรณีนี้ ต่อแบบทะลุ 2 ขวด บางท่านอาจต่อแบบไม่ทะลุ แบบนี้ต้องเล็งให้ได้ศูนย์ จึงจะดีต่อการเคลื่อนที่ของจรวด
ก่อนใส่กาว หาลวดเล็กๆ มาเสียบระหว่างรอยต่อเพื่อให้มีช่องสำหรับการเคลื่อนที่ของกาว แล้วขยับลวดไปรอบๆ พร้อมกับค่อยๆ เติมกาว อย่าใจร้อน ค่อยๆ สังเกต เมื่อกาวทั่วดีแล้ว ทิ้งไว้ อย่างน้อย 24 ชั่วโมงก็จะใช้ได้ดี และแข็งแรงพอที่จะรับแรงดันได้ 60 ปอนด์
[แก้ไข] กฏความปลอดภัย
จรวดขวด PET ถึงจะดูเผินๆ คล้ายของเล่น แต่เนื่องจากมันสามารถวิ่งไปด้วยความเร็วต้น ไม่น้อยกว่า 76 เมตรต่อวินาที (หรือ 170 ไมล์ต่อชั่วโมง) ดังนั้นในการเล่นจรวดขวด PET จึงมีข้อควรระวัง และจำเป็นต้องปฏิบัติตามดังนี้
- น้องๆ ที่อายุน้อย ควรเล่นภายใต้การควบคุมอย่างใกล้ชิดจากผู้ใหญ่
- ไม่ควรปล่อยจรวดในทิศทางที่มีคน หรือกลุ่มคน
- ไม่ควรเล่นจรวดในที่คับแคบ และใกล้เคียงกับอาคาร รถยนต์ หรือสิ่งหนึ่งสิ่งใดที่แตกหักเสียหายได้จากการพุ่งชนของจรวด
- ไม่ควรเล่นจรวดใกล้สายไฟฟ้าแรงสูง หรือถนนที่มีรถยนต์วิ่งไปมา
- ห้ามใช้วัสดุอื่นใดที่ไม่ใช้ขวดน้ำอัดลม (ขวด PET) อาทิเช่น ขวดแก้ว ขวดน้ำดื่มพลาสติก ในการทำตัวจรวด
- ห้ามปล่อยจรวดในที่ที่มีลมพัดแรง ทั้งนี้จะทำให้จรวดเปลี่ยนทิศทาง และก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้คนรอบข้างได้
- ควรมีอุปกรณ์สวมอุปกรณ์ป้องกันศีรษะ และดวงตา ในการเล่นจรวดขวด PET
- ไม่ยิงจรวดขวด PET ในบริเวณใกล้เคียงกับสนามบิน หรือที่ที่มีการขึ้นลงของเครื่องบินโดยสาร หรือเครื่องบินขนาดเล็ก
- ก่อนสูบลมเข้าไปในขวด ให้ตรวจสอบระบบล็อคให้เรียบร้อยแน่นหนา
- ในขณะสูบลม อย่าให้มีคนขวางเส้นทางของจรวด เนื่องจาก จรวดอาจหลุดออกจากฐานได้ โดยไม่ตั้งใจ
- หมั่นตรวจสอบอุปกรณ์ของฐานยิง, อุปกรณ์สูบลม, และส่วนประกอบต่างๆ ของจรวด อย่างสม่ำเสมอ ของแต่ละชิ้น จะมีอายุการใช้งานต่างกัน และมีขีดจำกัดในการรับแรงต่างกัน เมื่อใช้ไปหลายๆ ครั้ง อาจเกิดการเสื่อมสภาพขี้นได้
- ระมัดระวังเมื่อมีการใช้แรงดันสูงๆ ในการยิงจรวด
- ใช้วิจารณญาณในการเล่นตลอดเวลา (อย่าประมาทจ้า!)
ขอขอบคุณข้อมูลและภาพประกอบจาก