Praktische opdracht ANW De Pet-Raket

Transcriptie

1 Praktische opdracht ANW De Pet-Raket Praktische-opdracht door een scholier 1863 woorden 30 juni ,5 51 keer beoordeeld Vak ANW Fase 1: Het probleem en de onderzoeksvraag Wij houden ons de komende weken bezig met het maken en verbeteren van de standaard pet-raket. Hiermee willen wij bereiken dat de pet-raket langer in de lucht kan blijven dan de standaarduitvoering. Hiervoor zullen wij een aantal variabelen moeten bedenken waarmee wij de pet-raket kunnen verbeteren. Onze onderzoeksvraag is: Hoe kunnen we ervoor zorgen dat de pet-raket zo lang mogelijk in de lucht blijft? De originele constructie van de pet-raket is vrij simpel en het is dus heel makkelijk om hier variabelen op te bedenken. Een aantal dingen die we kunnen veranderen aan de standaard constructie zijn: - De aërodynamica van de vorm van de fles aanpassen, door er bijvoorbeeld vleugels aan te maken. - Een andere fles nemen die lichter is of een andere vorm heeft - Het ventiel die de fles afdicht veranderen - De stok die aan de fles zit vervangen door een andere - Het totale gewicht van de constructie verlichten - De hoeveelheid water aanpassen die erin moet Wij hebben besloten om te gaan onderzoeken met de volgende 2 variabelen: 1. De aërodynamica van de fles veranderen, d.m.v vleugels bevestigen aan de petfles, 2. De hoeveelheid water die in de fles gaat aanpassen. Fase 2 + 3: De hypothese en het haalbaarheidsonderzoek Zoals we al eerder gezegd hebben zijn er een hoop dingen die je kan veranderen aan de pet-raket. Hierdoor zijn er een hoop verschillende antwoorden op onze onderzoeksvraag. Wanneer je bijvoorbeeld de fles veranderd, je neemt een lichtere smallere fles, dan is het hoogstwaarschijnlijk dat de fles langer in de lucht blijft omdat hij minder weerstand ondervindt. Ook zou je vleugels aan de pet-raket kunnen maken. Hierdoor wordt de vlucht waarschijnlijk een stuk stabieler, deze vleugels zouden echter wel weer voor meer weerstand kunnen zorgen. Pagina 1 van 5

2 De hypotheses bij onze variabelen: 1. De aërodynamica van de fles veranderen: Door vleugels aan de fles te bevestigen wordt de vlucht waarschijnlijk stabieler. Ook zou hij hierdoor langer in de lucht kunnen blijven, omdat hij dan als het ware op de lucht kan blijven zweven. Hij zou echter ook minder lang in de lucht kunnen blijven omdat de weerstand van de lucht groter wordt. 2. De hoeveelheid water die in de fles gaat aanpassen: Hoe meer water je in de fles doet, des te meer stuwkracht zal de pet-raket hebben. De raket wordt echter wel zwaarder die dus zo weer de stuwkracht van de raket afremt. Wanneer je minder water in de raket doet, wordt de fles beduidend licht, maar heeft aan de andere kant ook weer minder stuwkracht. Achtergrondinformatie (zie gearceerde informatie0: Iets dat ook van invloed is, is bijvoorbeeld de manier waarop de kurk in de fles bevestigd wordt. Als de kurk goed vast zit kan er meer druk opgebouwd worden in de fles. We moeten er ook voor zorgen dat de opening van de fles lichtelijk is opgeschuurd zodat deze meer weerstand heeft bij het losschieten. Ook de manier waarop je pompt heeft invloed. Het best is om niet te snel te pompen, gewoon op een rustig tempo bevorderd de drukopbouw. Als alles goed gaat hopen wij dat de raket min. 3 seconden in de lucht blijft. Haalbaarheidsonderzoek Onderzoeksvraag: Hoe kunnen we ervoor zorgen dat de pet-raket zo lang mogelijk in de lucht blijft? Korte beschrijving: Verschillende raketten maken met behulp van 2 variabelen. van de experimenten Deze raketten afzonderlijk testen en variabelen evt. mengen samenvoegen om zo een pet-raket te maken die lang in de lucht blijft. De tijd die jullie willen wordt natuurlijk opgenomen met een stopwatch. gaan uitvoeren. Materiaallijst: Petfles+stok Bowie Plastic bak+kurk Nick Ventieltjes Rik en Bram Hoeveel tijd gaat: Toch al gauw een aantal uur. Je moet nou eenmaal veel het onderzoek experimenten doen en dezelfde experimenten een aantal keer kosten moeten herhalen. Dus het is vrij moeilijk om in te schatten hoeveel tijd dit onderzoek gaat kosten. Ons experimenten zullen uitgevoerd worden op een weiland, zodat we geen schade kunnen aanrichten tijdens ons onderzoek. Fase 4+5: De voorspelling en het werkplan Pagina 2 van 5

3 Voorspelling variabele 1: Door vleugels aan de fles te bevestigen wordt de vlucht waarschijnlijk stabieler. Ook zou hij hierdoor langer in de lucht kunnen blijven, omdat hij dan als het ware op de lucht kan blijven zweven. Hij zou echter ook minder lang in de lucht kunnen blijven omdat de weerstand van de lucht groter wordt. Voorspelling variabele 2: Hoe meer water je in de fles doet, des te meer stuwkracht zal de pet-raket hebben. De raket wordt echter wel zwaarder die dus zo weer de stuwkracht van de raket afremt. Wanneer je minder water in de raket doet, wordt de fles beduidend licht, maar heeft aan de andere kant ook weer minder stuwkracht. Beschrijving experiment met de eerste variabele: We monteren 2 grote vleugels onderaan de raket en 2 kleine boven. Deze plaatsen we kruislings, denk maar aan ene kruisraket.het materiaal dat we hiervoor gebruiken is het plastic van een saladebak. Deze vleugels worden met tape aan de petfles bevestigd. Nadat we de constructie klaar hebben, gaan we deze een aantal keer testen. We beginnen met vleugels die 12, 5 cm breder zijn en snijden er dan na elke test 2 cm af. Natuurlijk nemen we telkens weer de tijd op met een stopwatch Beschrijving experiment met de tweede variabele: Dit keer gebruiken wij de normale pet-raket zonder vleugels e.d. Het enige wat wij bij dit experiment veranderen is de hoeveelheid water. De hoeveelheden die wij gaan gebruiken zijn 300 t/m 800 ml. Materiaallijst: Petfles+stok Plastic bak+kurk Ventieltjes Lanceerbuis Fietspomp Onze experimenten zullen worden uitgevoerd op een weiland, zodat we geen schade kunnen aanrichten tijdens ons onderzoek. Fase 5b+6+7+8: De uitvoering van het experiment, de resultaten en de conclusie Voordat we waren begonnen aan de definitieve experimenten hebben we een andere constructie bedacht voor de petraket. Bij onze vorige constructie hadden wij een stok aan de fles gemaakt. Bij de nieuwe constructie is deze vervangen door een stukje pvc buis die bij het lanceren over de lanceerbuis heen glijdt. Hierdoor zou de constructie een aantal grammen lichter moeten zijn. Tijdens het uitvoeren van de experimenten hebben we één keer de fout gemaakt om de kurk er te vast in te doen. Hierdoor kon deze niet losschieten bij het lanceren. Verder zijn wij niet echt erge problemen tegengekomen bij het uitvoeren van onze experimenten. Pagina 3 van 5

4 Hieronder ziet u een tabel en een grafiek met onze variabele water: Hoeveelheid water (in ml) De vliegtijd (in sec.) 300 ml 2.47 sec 400 ml 3.00 sec 500 ml 3.14 sec 600 ml 3.18 sec 700 ml 2.47 sec 800 ml 1.90 sec Bij deze experimenten zijn geen vreemde dingen gebeurd. We konden lekker achter elkaar doorschieten. Hieronder ziet u een tabel en een grafiek met onze variabelen m.b.t de aërodynamica: De hoeveelheid water die we bij deze experimenten hebben gebruikt waren overal hetzelfde namelijk 600 ml. Grote van de vleugels(in cm) De vliegtijd (in sec.) 12.5 cm 2.70 sec 10,5 cm 2.78 sec 8, 5 cm 2.68 sec 6, 5 cm 2.80 sec 4,5 cm 2.99 sec 2, 5 cm 3.01 sec Zoals je kunt zien in bovenstaand gebied en tabel word de vliegtijd groter naarmate de vleugels kleiner worden. Wat opviel bij dit experiment was dat de raket constant naar achter wegschoot in plaats van naar voren. Er was ook nog één ding wat ons opviel. Namelijk dat bij vleugels van 10,5 cm de vliegtijd (zoals je ook goed kunt zien in tabel en grafiek) niet in de lijn der verwachting lag. We hebben deze test met 10,5 een aantal keer uitgevoerd en kwamen steeds rond een vliegtijd van 2,78 seconden uit. De conclusies die we kunnen trekken aan de hand van de experimenten zijn: Dat de raket veel langer en dus hoger komt als er geen stok aan zit. Dit komt waarschijnlijk door het gewicht. Ook is gebleken dat we de kurken niet te ver in de fles moeten duwen omdat hij er anders niet uitkomt. Een andere conclusie die we hebben getrokken is dat je naar een paar schoten de kurk moet verwisselen. Dit moet omdat naar een paar keer de kurk is ingekrompen en af begint te brokkelen door het water.het gevolg is dan dat hij niet zo hoog meer komt, omdat de kurk er te snel uitvliegt. Ook hebben wij geconstateerd dat het weldegelijk uitmaakt hoeveel water je erin doet. Bij ons kwam eruit dat als we er 600 ml indeden, de raket het langst in de lucht bleef. Naast onze variabele water hebben we ook nog met de aërodynamica geëxperimenteerd. Hieruit bleek dat met vleugels de raket minder lang in de lucht blijft. Pagina 4 van 5

5 Onze hypothese wat betreft de hoeveelheid water klopt niet helemaal. Wij zeiden dat de stuwkracht zou veranderen wanneer je de hoeveelheid water veranderden. Dat wil zeggen meer of meer dan 1/3 van de pet-fles. De stuwkracht veranderde echter niet veel, de lengte die de petfles in de lucht bleef echter wel. De hypothese van de vleugels was ook onjuist. Wij hadden hierbij verwacht dat door de vleugels de petraket misschien op de lucht zou blijven zweven. Dit was niet het geval. De raket bleef zelfs een halve seconde minder lang in de lucht. Als we het experiment nog een keer mogen doen dan zou het kunnen zijn dat er andere resultaten uitkomen omdat er bijvoorbeeld meer wind kan zijn. Of het regent of wat dan ook. Voor de rest zouden de resultaten niet veel hoeven afwijken. Ook zouden we allemaal dezelfde kurken gebruiken en om de lancering een andere kurk erin om weinig afwijkingen te krijgen. Ook zouden we de volgende keer de fles niet meer verven want dit geeft veel viezigheid met de kurk erin stoppen en de stok de grond in stoppen. De volgende keer moeten we vanaf het begin een steen onder de opening leggen want nou had de man die pompte de hele broek vol modder doordat het water wat uit de fles spoot met een harde straal op de grond kwam en dat veroorzaakte opspattend zand. Wat we de volgende keer vooral hetzelfde laten is dat we met een echte fietsenpomp doen pompen dit is veel fijner dan een pompje dat op de fiets zelf zit. Verder gaan we nooit meer schieten met een stok aan de fles dit werkte ook niet goed. Het nieuwe systeem met het stukje pvc-buis aan de raket werkt veel beter. De resultaten zijn aardig betrouwbaar alleen dan het geval met de kurken doordat we niet naar elk schot een andere en dezelfde soort kurk hebben gebruikt zouden sommige resultaten wat af kunnen wijken. Ook hebben we een paar getest met de vleugels dit zou misschien ook wat nauwkeuriger kunnen door bijvoorbeeld elke keer nieuwe vleugels met andere maten op te plakken en niet telkens een stuk afsnijden want de vleugels zouden bij de landing beschadigd kunnen zijn. De verbeteringen voor het experiment zouden kunnen zijn dat we met meer verschillende soorten weer zouden kunnen gaan schieten met verschillende kurken in plaats van met een fietspomp met een compressor. Allemaal van dat soort kleine dingetjes zouden veranderd kunnen worden waardoor het betrouwbaarder zou kunnen worden. Voorstellen voor een vervolgonderzoek zouden kunnen zijn om bijvoorbeeld een grote raket te maken met 3 flessen zoals op het internet te vinden is. En we zouden andere vloeistoffen in de fles kunnen doen. Ook zouden we kunnen gaan bekijken wat het verband is tussen de hoogte en het aantal meters dat de raket ver weg schiet. Aan beide hypotheses zitten twee kanten dus het was altijd goed geweest maar met de vleugels is er dus niet gezorgd voor meer stabiliteit de raket kwam dus niet hoger. En bij het water moet er precies een middenweg gevonden worden tussen de beide delen van de hypothese want er moet namelijk niet te weinig water inzitten en ook niet te veel. Pagina 5 van 5