Jämfört med en NASA rymdfärja eller Kinas Shenzhou rymdfarkoster är en flaskraket en relativt enkel affär - bara en läskflaska full av vatten och tryckluft. Men denna enkelhet är vilseledande. En flaskraket är egentligen ett bra sätt att förstå och tänka på några grundläggande begrepp i fysiken, som olika former av energi, dess kraft och potential.

Potentiell energi

Ett objekt har potentiell energi av dygd för dess konfiguration eller dess position i ett kraftfält. Om två positiva avgifter går närmare varandra, har de ökad potentiell energi. Om du tar luft och komprimerar det, matar det energi, och tryckluftens ökade tryck är ett mått på dess potentiella energi per volym. När flaskraketen slår ut, har luften inuti större tryck än utsidan, så det expanderar och drar ut vatten från flaskan. För varje åtgärd finns en lika och motsatt reaktion; så nedåtriktad kraft som utövas av denna expansion och utvisning sätter i sin tur raket uppåt. Den potentiella energi som lagras i komprimerad luft omvandlas till kinetisk energi.

Kinetic Energy

Kinetisk energi är rörelsens energi. Ett rörligt eller fallande föremål som flaskraketen har kinetisk energi. Molekyler och partiklar inuti ett objekt har också kinetisk energi, eftersom de ständigt vibrerar eller rör sig. Eftersom gasmolekyler kolliderar med ytan av materialet som begränsar dem, utövar de kraft på den. Kraften dividerad med området är lika med trycket. Därför ökar gasvolymen sitt tryck - molekylerna är begränsade till ett mindre område, men deras genomsnittliga kinetiska energi har inte förändrats, så den kraft som de utövar på materialet runt dem ökar.

Gravitational Potentiell energi

När din raket stiger, översätter den rörliga rörelseenergin energi till gravitationspotentialenergi. Raketten rör sig längre bort från jordens yta, så precis som en negativ och positiv laddning flyttas från varandra, har raketen högre gravitationspotential energi när den klättrar längre från marken. När tyngdkraften drar på den minskar hastigheten tills den når en punkt där all den kinetiska energin har omvandlats till gravitationspotentialenergi. Vid denna tidpunkt börjar raketen falla.

Faller till jorden

När flaskraket faller, omvandlas gravitationspotentialen till kinetisk energi, och flaskraketas hastighet ökar snabbt. Så småningom slår det marken, där dess kinetiska energi släpper ut som slumpmässig rörelse av molekyler i trottoaren - med andra ord som värme.

Du kanske märker att under flaskraketens uppkomst och fall inte energi "försvinner" - all energi omvandlas antingen från en form till en annan eller ändras från värme till friktion och luftmotstånd. Termodynamikens första lag håller fast att energi inte kan skapas eller förstöras; det ändras bara från en form till en annan