Un lanciatore è un qualsiasi dispositivo che aiuta un razzo a decollare e, quindi, a volare. Può essere semplice se appare sotto forma di una superficie inclinata, un sostegno, o un dispositivo per aiutare a direzionare il razzo. Altri lanciatori possono invece essere più complessi, e fare parte del sistema di spinta del razzo stesso. In questo articolo vedremo come costruire un semplice lanciatore in PVC che potrai utilizzare per lanciare un razzo ricavato da una bottiglia piena d'acqua, grazie alla pressione dell'aria. Fai attenzione, però, potresti finire per bagnarti usando questi tipi di razzi.

Passaggi

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    Raccogli i materiali necessari. Recati presso un ferramenta e acquista i materiali di cui avrai bisogno. Ti occorreranno dei tubi in PVC bianco, del tipo spesso usato per i sistemi idraulici a bassa pressione. Esistono tubi in PVC con due diversi spessori delle pareti; scegli quelli di minor spessore.
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    Acquista una valvola pneumatica a pressione. Potrai procurarti la valvola presso alcuni autoricambi, o puoi prelevarne una dalla vecchia gomma di un auto o dalla camera d'aria di una bicicletta.
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    Pratica un foro abbastanza grande da far passare la valvola nel tappo del tubo. Il diametro del foro dovrà essere di circa 5-6 mm. Fai passare la valvola attraverso il foro fino a quando la parte finale della valvola stessa non sarà appoggiata contro l'interno del tappo, e la parte filettata sporgerà completamente dall'altra parte.
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    Fissa la valvola al tappo. Si tratta di un passaggio opzionale, ma volendo potrai fissare la valvola al tappo. Per un lanciatore semplice come quello preso in esame, questa operazione potrebbe non essere necessaria, dal momento che la pressione dell'aria dovrebbe essere sufficiente per tenere la valvola in posizione. Detto questo, esistono diversi modi per incollare o fissare la valvola in modo tale da avere un accoppiamento ermetico:
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    Testa il tubo di lancio. Assicurati che il tubo di lancio sia ben saldo, una volta infilato all'interno dell'apertura di una bottiglia da 2 litri. Quando la pressione dell'aria inizierà ad aumentare, dovrai riuscire a spingere la bottiglia fin in fondo al tubo di lancio, assicurandoti che vi sia attrito sufficiente da tenerla ferma in posizione.
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    Taglia il PVC della dimensione giusta. Il tubo di lancio dovrebbe essere rivolto verso l'alto, mentre il tappo dovrà trovarsi al di sopra del livello dell'acqua e posizionato anch'esso in verticale. Ora entrano in gioco i due pezzi ad angolo, con cui dovrai collegare i due tubi posti in verticale. Assicurati anche di sigillare bene tutti i raccordi, dal momento che l'intero sistema dovrà essere a tenuta stagna.
    • Testa l'assemblaggio finale di tutti i pezzi prima di incollarli.
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    Incolla tutti i pezzi assieme utilizzando del primer e della colla per PVC. Per raccordare tra loro i vari tubi, segui i seguenti passaggi:
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    Riempi metà o un terzo di una bottiglia in plastica da 2 litri con acqua.
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    Spingi la bottiglia lungo il tubo di lancio, con l'apertura rivolta verso il basso. Cerca di rovesciare meno acqua possibile. L'acqua finirà all'interno del lanciatore. È normale. Se hai fasciato il tubo di lancio con del nastro isolante e la bottiglia fatica a scorrere lungo il rubo, falla ruotare nello stesso senso in cui è avvolto il nastro, mentre la spingi verso il basso.
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    Collega la pompa o il compressore alla valvola.
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    Pressurizza il lanciatore utilizzando la pompa. Quando la pressione avrà raggiunto un livello sufficiente, la bottiglia partirà in aria lasciando dietro di sé una scia d'acqua.
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    Cerca di capire la fisica che si nasconde dietro tutto questo. Quando l'aria pressurizza la bottiglia ed il lanciatore e poi viene rilasciata, si crea una forza che spinge l'aria fuori dalla bottiglia. Ciò crea una forza uguale e contraria che spinge la bottiglia verso l'alto! Tutto ciò è dovuto alla terza legge di Newton. Incrementare la pressione all'interno della bottiglia ha l'effetto di incrementare la spinta ricevuta (seconda legge di Newton). L'acqua viene posta all'interno della bottiglia per incrementarne la velocità, dal momento che l'acqua è più pesante dell'aria. Ragion per cui, spingendola fuori al momento della partenza, la bottiglia volerà più lontano.
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Consigli

  • Puoi aggiungere al tuo razzo un cono in punta, delle alette, un paracadute, o qualsiasi altra cosa ti venga in mente e verificarne l'effetto.
  • Per tagliare i tubi in PVC puoi utilizzare un seghetto o una sega apposita per tubi.
  • Se usi un seghetto, assicurati di rimuovere eventuali trucioli dalle estremità utilizzando una lima o un coltellino tascabile.
  • Porta con te la bottiglia che hai intenzione di utilizzare quando ti rechi ad acquistare i tubi in PVC, così potrai trovare il diametro dei tubi necessario affinché resti ben salda.
  • Lancia il razzo in un luogo privo di eventuali ostacoli; un campo aperto di grandi dimensioni è l'ideale. Evita edifici, alberi e tralicci dell'alta tensione.
  • Dovrai prestare attenzione quando raccorderai i diversi tubi. Se ci fossero degli sfiati, non riusciresti a pressurizzare il lanciatore.
  • Puoi limare il tubo di lancio per far sì che possa ospitare bottiglie di dimensioni diverse da quella scelta in partenza. Per farlo, usa una raspa.
  • Puoi acquistare un altimetro per misurare l'altezza che raggiungono le bottiglie lanciate. In questo modo potrai effettuare diverse prove per cercare di capire quali sono la pressione e la quantità d'acqua ideali.
  • La pressione del lancio danneggerà la bottiglia: assicurati di averne altre a disposizione. Un altro trucchetto è quello di avvolgere le bottiglie con il nastro isolante in modo tale da renderle più resistenti.
  • Puoi trovare in commercio dei lanciatori di questo tipo, o anche di tipi migliori, se sei disposto a spendere più denaro.
  • Sarebbe una buona idea usare un manometro sulla pompa o sul compressore. Il manometro ti permetterebbe di vedere come differenti pressioni influenzano il lancio del tuo razzo.
  • Alcuni dicono che le bottiglie di CocaCola funzionino meglio di quelle di Pepsi.

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Avvertenze

  • Non sparare il razzo ad inclinazioni troppo poco accentuate. Aumenterebbe il rischio di colpire qualcuno, e il razzo non volerebbe altrettanto lontano. Inoltre c'è il rischio che il razzo parta all'indietro.
  • Non mirare a persone, animali, o edifici di alcun tipo.
  • Pressioni elevate aumentano il rischio che la bottiglia o il lanciatore esplodano, ferendo te e le persone vicine.
  • Non avvicinarti troppo al razzo durante la pressurizzazione o prima del lancio.
  • Cerca di stare ad almeno 1 metro di distanza dal razzo pressurizzato.
  • Non usare il lanciatore nei parcheggi, potresti danneggiare un auto e dover pagare i danni.
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Cose che ti Serviranno

  • Tubi in PVC
  • Un tappo per tubi in PVC
  • Colla e primer per PVC
  • Almeno due raccordi a gomito
  • Un piano in legno o altra superficie per ancorare il lanciatore al terreno. Usa dei picchetti per le tende da campeggio se non puoi utilizzare un piano
  • Nastro isolante
  • Una valvola pneumatica Schrader
  • Un trapano con punte di diversi diametri
  • Acqua
  • Diverse bottiglie da due litri
  • Una pompa per biciclette o un compressore d'aria
  • Una valvola a pressione opzionale
  • Un manometro

Riferimenti

  1. http://www.reachoutmichigan.org/funexperiments/quick/scigems/launcher.html - Using aluminum
  2. http://stanpope.net/rocket.html - Another design
  3. http://www.nationalroboticschallenge.org/downloads/recources/Bottle_Rocket_Launcher.pdf - An elaborate design from NASA
  4. www.cse.ucsc.edu/~karplus/abe/soda-bottle-rocket.pdf - Another more complex design
  5. http://en.wikipedia.org/wiki/Schrader_valve - All about Schrader valves
  6. http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/history/newton3laws.html - Newton’s Three Laws of Motion

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