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罗伯特老师肯定道,“而且你们在燃料和喷射装置上下的功夫也非常重要。
喷射燃料的速度越快,产生的反作用力就越大,火箭升空的速度就越快。
这是牛顿第三定律——每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。”
“这就是我们所学的火箭科学。”
杰克自豪地说道,“我们现在真正理解了推力、重力和空气阻力的关系。”
“你们理解得很透彻。”
罗伯特老师微笑道,“火箭科学家正是通过这些基础原理,设计出了能够飞向太空的火箭。
你们的火箭虽然小,但它的原理和真正的太空火箭没有太大区别。”
“真的?”
艾莉问道,她对这一点很感兴趣,“我们的小火箭和发射到太空的火箭有什么共同点呢?”
罗伯特老师点了点头,解释道:“当然有共同点。
首先,所有火箭的原理都依赖于推力来克服重力和空气阻力。
其次,火箭的结构设计也大同小异,虽然你们的火箭只有一节燃料仓,但真正的太空火箭往往有多节,每一节火箭负责不同的阶段:一节负责离开地球大气层,另一节则继续推进到太空深处。”
“我记得在上次课上学到,太空火箭有分段技术,每一段完成任务后就会分离。”
汤姆补充道。
“没错,”
罗伯特老师继续说,“多节火箭就是为了减轻重量。
当某一节火箭燃料用尽时,它就会脱离,减少火箭的总重量,让剩余的火箭部分继续向上飞行。
这种设计极大地提高了火箭的效率。”
露西陷入了思考:“那为什么火箭能飞到太空中,而我们的火箭只能在大气层里飞呢?”
“很好的问题,露西。”
罗伯特老师笑着回答,“火箭飞到太空的关键是速度。
要进入太空,火箭必须达到一定的速度,通常被称为‘第一宇宙速度’,约为每秒7.9公里。
只有达到这个速度,火箭才能克服地球的引力,进入轨道。
而你们的小火箭虽然设计得很好,但它的速度远远达不到进入太空的标准。”
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“原来如此。”
杰克若有所思,“所以我们看到的太空火箭,它们在地球表面时速度非常快,飞到一定高度后还能继续加速。”
艾莉插话道:“而且一旦火箭进入太空,那里就没有空气了,对吧?这样就没有空气阻力,火箭可以更容易前进。”
“完全正确。”
罗伯特老师赞许道,“在太空中,火箭只需要克服微弱的引力,但不会受到空气的阻力,因此它可以持续飞行。
其实,火箭进入太空后只需要很少的推力,因为它可以通过惯性持续前进。”
“那我们这次火箭比赛的重点,是设计一个稳定、流线型的火箭,同时保证推力足够大,克服空气阻力和重力。”
艾莉总结道。
“是的。”
罗伯特老师笑着说,“你们做得非常好,接下来就等着发射吧。”
比赛的时间终于到了。
操场上,所有的参赛团队都已经准备好了自己的火箭,大家都期待着自己设计的火箭能飞得最高、最远。
艾莉、杰克、露西和汤姆站在发射台旁,心中充满了期待。
“准备好了?”
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