จรวดขวดน้ำ

เรียบเรียงข้อมูลโดยกระปุกดอทคอม 
ขอขอบคุณภาพประกอบจาก วิชาการดอทคอม, snvaran.exteen.com 

          จรวดขวดน้ำ (PET) คือ จรวดที่สร้างจากขวดพลาสติกน้ำอัดลม ใช้แรงขับเคลื่อนด้วยน้ำหรือแป้งโดยอาศัยแรงดันของอากาศที่บรรจุอยู่ภายใน

          สำหรับในประเทศไทย การแข่งขัน จรวดขวดน้ำ ระดับประเทศ ได้มีการจัดขึ้นเป็นครั้งแรก ในปี 2546 โดยองค์การพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ (อพวช.) “ การแข่ง จรวดขวดน้ำ ” นอกจากจะเป็นกิจกรรมที่สนุกสนาน ง่ายต่อการที่เยาวชนจะให้ความสนใจแล้ว การแข่ง จรวดขวดน้ำ ยังควบคู่ไปด้วยสาระความรู้ในกระบวนการวิทยาศาสตร์ ส่งเสริมพัฒนาให้เด็กได้ใช้ความรู้และจินตนาการอย่างดี และยังมีบุคคล นักเรียน นักศึกษาให้ความสนใจในกิจกรรมกาารแข่ง จรวดขวดน้ำ นี้มากขึ้นอีกด้วย 

          อย่างไรก็ตาม นอกจากการแข่งขัน จรวดขวดน้ำ ระดับประเทศของไทยแล้ว จรวดขวดน้ำ ยังเป็นที่นิยมในหลายๆ ประเทศ อย่าง Water Rocket Challenge ในประเทศอังกฤษ Adventures in Science and Technology - The Great Cross - Canada Water Rocket Challenge ที่แคนาดา Japanese Water Rocket Contest ในประเทศญี่ปุ่น ซึ่งเยาวชนไทยนั้น ก็มีความสามารถไปประชันฝีมือ การทำ จรวดขวดน้ำ ในเวทีระดับชาติมาแล้วเช่นกัน

จรวดขวดน้ำ

รอบรู้ก่อนประดิษฐ์ จรวดขวดน้ำ

          การที่จำทำให้เจ้า จรวดขวดน้ำ ขวด หรือ PET นั้น สามารถลอยอยู่ในอากาศให้ได้ทั้งไกล และมีความแม่นยำในการยิง จรวดขวดน้ำ ได้นั้น หลักการทางวิทยาศาสตร์ด้านใดบ้างที่เราต้องมีความรู้?

          1.แรง

          ถ้าเพียงให้แค่ จรวดขวดน้ำ ลอยได้ในอากาศนั้น ลำพังแค่ขว้างไปก็ทำได้แล้ว หากแต่จะทำให้ จรวดขวดน้ำ ของเราลอยไปได้ไกลๆ นั้น จำเป็นมากที่เราต้องมีความรู้เกี้ยวกับเรื่องของ "แรง" 

          การใส่แรงดันเข้าไปใน จรวดขวดน้ำ ทำให้ขวดมีแรงดันและสามารถไปได้ไกล ส่วนที่ว่า จรวดขวดน้ำ จะไปได้ไกลมากน้อยแค่ไหนนั้น ก็ย่อมขึ้นอยู่กับแรงที่เราอัดเข้าไปใน จรวดขวดน้ำ เพราะเมื่อแรงดันจากอากาศ จรวดขวดน้ำ ของเรา ก็จะร่วงลงพื้นตามกฎของแรงดึงดูดของโลกนั้นเอง แต่ว่ารู้อย่างนี้แล้ว ใช่ว่าอยากให้ จรวดขวดน้ำ ไปได้ไกลเท่าไหร่ ก็อัดแรงดันเข้าไป แบบนั้นเห็นว่า เป็นการมองข้ามข้อจำกัดของแรงดันอากาศ ณ จุดที่เกินพอดี แล้วทำให้ จรวดขวดน้ำ แตกได้

          2.น้ำหรือแป้ง  

          น่าแปลกที่ทั้งน้ำและแป้งที่ใส่เข้าไปใน จรวดขวดน้ำ กลับทำให้ จรวดขวดน้ำ ไปได้ไกลกว่าเดิม ออกจะขัดแย้งกับความรู้สึกที่ว่า มันน่าจะถ่วงน้ำหนักทำให้ จรวดขวดน้ำ ตกไวขึ้น แต่ตรงข้าม ผลที่เกิดคือ จรวดขวดน้ำ กลับไปได้ไกลว่าเดิม นั้นก็สามารถอธิบายได้ด้วยหลักการทางวิทยาศาสตร์ได้ คือ น้ำและแป้งที่เราใส่เข้าไปใน จรวดขวดน้ำ ช่วยทำให้อากาศออกจากตัว จรวดขวดน้ำ ช้าลง จึงทำให้ จรวดขวดน้ำ ไปได้ไกลและลอยตัวอยู่ในอากาศได้นานขึ้น มากกว่า จรวดขวดน้ำ ที่มีแต่แรงดันอากาศเพียงอย่างเดียว

จรวดขวดน้ำ

รู้จักส่วนต่างๆ ของ จรวดขวดน้ำ

          ขวด PET (Poly Ethylene Terephthalate) : ขวด PET ได้เข้ามาเป็นที่รู้จักในประเทศไทยก็จากวงการของน้ำอัดลมนั้นเอง โดยนำมาเป็นขวดที่ใช้ในการใส่เครื่องดื่ม เพราะด้วยคุณสมบัติที่มีน้ำหนักเบา มีความสามารถในการซึมผ่านของก๊าซต่ำ และที่สำคัญคือมีความต้านทานแรงกระแทกได้เป็นอย่างดี ถ้าหากเราไปใช้ขวดพลาสติกชนิดอื่น ซึ่งมีความทนต่อแรงดันอากาศต่ำ เมื่อเราใส่แรงดันอากาศเข้าไป แล้วยิง จรวดขวดน้ำ ก็จะทำให้ จรวดขวดน้ำ ระเบิดได้ 

          ฐานยิงจรวดขวดน้ำ : มีอยู่ 2 แบบคือ ประเภทที่ใช้ระบบปลดเร็ว ซึ่งมี adapter ติดกับตัว จรวดขวดน้ำ และ ฐานยิงจรวดขวดน้ำ แบบไม่ใช้ adapter

          ปีก/ครีบ จรวดขวดน้ำ (Fin) : ส่วนสำคัญที่ช่วยในการบังคับทิศทางของ จรวดขวดน้ำ

          หัว จรวดขวดน้ำ : รูปร่างของหัว จรวดขวดน้ำ นั้น มีผลต่อแรงต้าน (drag) และตำแหน่งของจุดศูนย์กลางของแรงต้าน (center of drag) และการออกแบบ จรวดขวดน้ำ ต้องคำนึกถึงความปลอดถัยของ จรวดขวดน้ำ และสิ่งที่ จรวดขวดน้ำ จะชน

          นอกจากนี้ยังมีส่วนประกอบที่เราจำเป็นต้องเรียนรู้ ไม่ว่าจะเป็น ขาตั้งจรวดขวดน้ำ การต่อขวด ปั๊มลม แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของ จรวดขวดน้ำ ฯลฯ ซึ่งสามารถหาความรู้ได้จากหนังสือ เว็บไซต์ หรือแลกเปลี่ยนประสบการณ์การทำ จรวดขวดน้ำ กันโดยตรง จากผู้ที่มีความรู้ความสนใจในกิจกรรม การประดิษฐ์จรวดขวดน้ำ ตามโอกาศต่างๆ 

          ขวด PET ได้เข้ามาเป็นที่รู้จักในประเทศไทยก็จากวงการของน้ำอัดลมนั้นเอง โดยนำมาเป็นขวดที่ใช้ในการใส่เครื่องดื่ม เพราะด้วยคุณสมบัติที่มีน้ำหนักเบา มีความสามารถในการซึมผ่านของก๊าซต่ำ และที่สำคัญคือมีความต้านทานแรงกระแทกได้เป็นอย่างดี ถ้าหากเราไปใช้ขวดพลาสติกชนิดอื่น ซึ่งมีความทนต่อแรงดันอากาศต่ำ เมื่อเราใส่แรงดันอากาศเข้าไป แล้วยิง จรวดขวดน้ำ ก็จะทำให้ จรวดขวดน้ำ ระเบิดได้          

จรวดขวดน้ำ

 การประดิษฐ์ จรวดขวดน้ำ

           การเตรียมขวด จรวดขวดน้ำ

          ขวดที่ใช้ส่วนใหญ่จะเป็นขวดน้ำอัดลม เล็กหรือใหญ่ก็ได้  เลือกแบบตามชอบ แต่ดูเหมือนขวดแฟนต้าจะมีรูปร่างคล้ายจรวดมากกว่าใคร 

           การเป่าขวด จรวดขวดน้ำ

          ส่วนใหญ่จะเป่าที่ก้นขวด เพื่อให้มีปริมาตรมากขึ้น และมีรูปทรงตามต้องการ 

           ปากขวดของ จรวดขวดน้ำ

          โดยทั่วไปจะคงไว้ตามเดิม แต่กรณีที่มีปัญหา เช่น ใส่ขวดไม่เข้าเพราะปาก จรวดขวดน้ำ เล็กไปหน่อย หรือโอริงโตกว่านิดหน่อย การแก้ไขในกรณีนี้ เราก็ขยายปากขวด จรวดขวดน้ำ ให้กว้างขึ้นนิดหน่อย ก็เป็นอันเรียบร้อย 

           หัวจรวดของ จรวดขวดน้ำ

          หัวจรวดของ จรวดขวดน้ำ เราทำได้หลายแบบ หัวทู่ หัวกลม หัวแหลม ก็ว่ากันไป ขึ้นอยู่กับการทดลองว่าแบบไหนจะเห็นผลมากกว่ากัน แบบนี้ต้องทดลอง

           หางจรวดของ จรวดขวดน้ำ

          บางทีเรียกปีก ฝรั่งเรียก ฟิน รูปแบบที่ใช้ก็มีหลากหลายรูปแบบ ในทางการหน่อย ถ้ามีพื้นที่มากจะมีแรงต้านมากตามไปด้วยต้องทดลอง และวิเคราะห์ดูว่าขนาดและแบบไหนจะดีที่สุด

           ลำตัวของ  จรวดขวดน้ำ 

          ถ้าไม่เปลี่ยนแปลงก็ใช้ขนาดที่มากับขวด แต่อยากแต่งซิ่งก็ต้องเป่ากันหน่อย 

           การต่อขวด จรวดขวดน้ำ

          นำขวดมา 2 ใบ ทำให้ใบหนึ่งใหญ่กว่าอีกใบหนึ่งเล็กน้อย พยายามที่จะให้อีกใบหนึ่งสวมเข้าไปได้ ตรงรอยต่อให้ขัดกระดาษทราย เพื่อจะได้ติดแน่นเวลาใส่กาว ไม่ต้องใช้กาวแพงก็ได้ ใช้ 502 ก็ได้

 วิธีทำจรวดขวดน้ำ

          กรณีนี้ ต่อแบบทะลุ 2 ขวด บางท่านอาจต่อแบบไม่ทะลุ แบบนี้ต้องเล็งให้ได้ศูนย์ จึงจะดีต่อการเคลื่อนที่ของจรวด

วิธีทำจรวดขวดน้ำ

          ก่อนใส่กาว หาลวดเล็กๆ มาเสียบระหว่างรอยต่อของ จรวดขวดน้ำ เพื่อให้มีช่องสำหรับการเคลื่อนที่ของกาว แล้วขยับลวดไปรอบๆ พร้อมกับค่อยๆ เติมกาว อย่าใจร้อน ค่อยๆ สังเกต เมื่อกาวทั่วดีแล้ว ทิ้งไว้ อย่างน้อย 24 ชั่วโมง จรวดขวดน้ำ ก็จะใช้ได้ดี และแข็งแรงพอที่จะรับแรงดันได้ 60 ปอนด์

กฏความปลอดภัย

          จรวดขวดน้ำ PET ถึงจะดูเผินๆ คล้ายของเล่น แต่เนื่องจากมันสามารถวิ่งไปด้วยความเร็ว ไม่น้อยกว่า 76 เมตรต่อวินาที (หรือ 170 ไมล์ต่อชั่วโมง) ดังนั้นในการเล่น จรวดขวดน้ำ PET จึงมีข้อควรระวัง และจำเป็นต้องปฏิบัติตามดังนี้ 

          1. น้องๆ ที่อายุน้อย ควรเล่น จรวดขวดน้ำ ภายใต้การควบคุมอย่างใกล้ชิดจากผู้ใหญ่  

          2. ไม่ควรปล่อย จรวดขวดน้ำ ในทิศทางที่มีคน หรือกลุ่มคน  

          3. ไม่ควรเล่น จรวดขวดน้ำ ในที่คับแคบ และใกล้เคียงกับอาคาร รถยนต์ หรือสิ่งหนึ่งสิ่งใดที่แตกหักเสียหายได้จากการพุ่งชนของ จรวดขวดน้ำ 

          4. ไม่ควรเล่น จรวดขวดน้ำ ใกล้สายไฟฟ้าแรงสูง หรือถนนที่มีรถยนต์วิ่งไปมา 

          5. ห้ามใช้วัสดุอื่นใดที่ไม่ใช้ขวดน้ำอัดลม (ขวด PET) อาทิเช่น ขวดแก้ว ขวดน้ำดื่มพลาสติก ในการทำตัว จรวดขวดน้ำ 
  
          6. ห้ามปล่อย จรวดขวดน้ำ ในที่ที่มีลมพัดแรง ทั้งนี้จะทำให้ จรวดขวดน้ำ เปลี่ยนทิศทาง และก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้คนรอบข้างได้
 
          7. ควรมีอุปกรณ์สวมอุปกรณ์ป้องกันศีรษะ และดวงตา ในการเล่น จรวดขวดน้ำ PET 

          8. ไม่ยิง จรวดขวดน้ำ PET ในบริเวณใกล้เคียงกับสนามบิน หรือที่ที่มีการขึ้นลงของเครื่องบินโดยสาร หรือเครื่องบินขนาดเล็ก
 
          9. ก่อนสูบลมเข้าไปใน จรวดขวดน้ำ ให้ตรวจสอบระบบล็อคให้เรียบร้อยแน่นหนา

          10. ในขณะสูบลม อย่าให้มีคนขวางเส้นทางของ จรวดขวดน้ำ เนื่องจาก จรวดขวดน้ำ อาจหลุดออกจากฐานได้ โดยไม่ตั้งใจ
 
          11. หมั่นตรวจสอบอุปกรณ์ของ ฐานยิงจรวดขวดน้ำ , อุปกรณ์สูบลม และส่วนประกอบต่างๆ ของ จรวดขวดน้ำ อย่างสม่ำเสมอ ของแต่ละชิ้น จะมีอายุการใช้งานต่างกัน และมีขีดจำกัดในการรับแรงต่างกัน เมื่อใช้ไปหลายๆ ครั้ง อาจเกิดการเสื่อมสภาพขี้นได้
 
          12. ระมัดระวังเมื่อมีการใช้แรงดันสูงๆ ในการยิง จรวดขวดน้ำ

          13. ใช้วิจารณญาณในการเล่นตลอดเวลา (อย่าประมาทจ้า!)