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水ロケット製作

豊田自主研　2004/10/16
Hu_Tiang_TODA

簡易水ロケット製作

身近な材料を使って、生徒と一緒に作って楽しめる簡単な水ロケットを作ろう。

【材料】

• リットル炭酸飲料PETボトル　2個
• ゴム栓No.6（35円）
• アルミパイプ Φ8mm×60mm（32円）
• ビニールテープ（22円）
• 牛乳パック

【道具】

• カッター
• カッターマット
• 平ヤスリ（紙やすりでも可）
• Φ5mm丸棒ヤスリ
• ボール盤または電気ドリル
• ドリルの錐Φ6.8mm~7.0mm
• パイプカッター
• 雨合羽（1780円）

【作り方】

1. ゴム栓の真ん中にΦ6.8mm~7.0mmの穴を開けて、ヤスリできれいに面取りしたアルミパイプΦ8mmを差し込む。
   安全に作業するには、下に板を置き、できるだけゆっくりと穴を開けること。
   なお、電気ドリルやボ―ル盤を使うときには大きな事故を起こさないようにするには手袋をはめないで作業をすること。
2. 一つのPETボトルを頭部､胴部、底部の三つに切る。
3. 切ったPETボトルの頭部､胴部をもう一つの新しいもう一つのPETボトルにビニールテープで貼り付ける。
4. 牛乳パックで水ロケットの翼を作り、ビニールテープで貼り付ける。
   さらに簡単なロケットにするためには翼もつけない。それでも、校舎の屋上の高さまでは打ち上げることができる。

【打ち上げ方】
アルミパイプのノズルが付いたゴム栓を発射装置に取り付け、発射台にロケットをセットする。
始めは水を入れずに空気を入れてみる。ゴム栓の締め方によって大きく変わるが、3～4気圧になると、突然大きな音を出して発射する。
飛ぶ位置を確かめながら少しずつ水の量を増やしては発射を繰り返す。水の量はボトルの三分の一（500mⅬ）くらいが適量となる。

【打ち上げのときの注意】
学校のグラウンドなど安全で広い場所を使い、水ロケットが飛ぶ方向に自動車などの障害物がない、人がいないなどの安全を確かめること。
また、危険だから子供たちが飛んだロケットを取りに行くのはやめさせるように事前に注意すること。
風の強い日には絶対に打ち上げないようにしよう。また、打ち上げるときは子どもだけですることのないこと。必ず大人が付き添うように注意しよう。

【発射装置】

【発射装置の材料および道具】

• 空気入れ（3000円）
• 自動車ブレーキ（1000円）
• エアガン（980円）
• ボールバルブ1/4（1380円）
• ウレタンホース(@390×10ｍ＝3900円)
• 片口ニップル(@260円)
• 空気溜め用炭酸飲料ＰＥＴボトル
• ホースバンド(17~38ｍｍ　380円)
• ホースバンド(27~50ｍｍ　380円）
• ホースバンド(1/4　8~12ｍｍ　＠98×10=980円)
• 水道用継ぎ手スリムコネクター（Φ8.5ｍｍ　@522円×2=1044円)
• エアカプラーソケット(＠890×3＝2670円)
• プラグ(@348×2=696円)
• 3/4インチダイス(テーパー　6350円)
• リーマー(3mm~　)
• ダイスハンドル(1550円)
• 下げ振り（200ｇ　819円）
• 下げ振りミニ(1344円)

【発射台】

【発射台の材料】

• 折りたたみコンテナ(1029円)
• カーテンレール(1800mmm)
• 角材(4×4×1200)
• ベニヤ板(12×285×267　二枚)
• プラスチック棒　2×4用止め金具（リフジラクタｰコネクタ　＠126円）
• ビスとナット(4×40　4個　5×25　6個　5×40　4個　5×50　3個)
• 爪付きナット(4mm　一袋05円　6mm　一袋　105円)
• ステンレスアーム棚受け(@837×2=1674円)

発射までの時間をカウントダウンできる水ロケット

【本体材料】

• ねじ付き蛇口ニップルL(3/4インチ　呼び径20)(428円)
• 水道ホースつなぎジョイントニップル(260円)
• PPシート(450×600×0.2　220円)
• カーテンランナー(207×2/8=52円)
• 釣り用テグス(208/20=11円)
• ビニルテープ　426×1/20=22円）
• シールテープ(150×5/20=75円)
• ゼリー状瞬間接着剤(248円　今回は使用しない)

【本体の作り方】

1. 水の噴射用PETボトルの口のネジを¾インチで切り直し、そこにシールテープを2回巻き付ける。
   ここに蛇口ニップル(Lサイズ　3/4インチ)を締め付け取り付ける。
   
   水の噴射ノズルは次のようにして安価に作るとこができる。(飯田洋治さんのホームページを参照)
   炭酸飲料PETボトルのふたの中心に穴を開け、リーマーを使い、11ｍｍくらいまで大きく広げる。
   次に、水道用ホースつなぎの切り口に似ヤスリをかけ、ゼリー状の瞬間接着剤で貼り付ける。
   接着後丸一日経ったところで、あけた穴の周りと接着部の外周に接着剤をつけ補強する。
2. 二本目のPETボトルも3/4インチのダイスでねじを切り直した後で、頭部、胴部、底部に切り分ける。
   その胴部を噴射ノズルの周りにビニルテープで貼り付ける。
   頭部に噴射ノズルまたは蛇口ニップルを取り付け、その中にΦ10mm×50ｍｍのアルミパイプを差し込み、水を入れるときのロートとする。 （今回はこの材料は入っていない）
3. 噴射ノズルのあるPETボトルと栓をしたPETボトルをPPシートでつなぎ長いロケットに組み立てる。このとき、 PPシートの円周の長さはPETボトルの最大の太さより5ｍｍほど細く絞って円筒を作る。
4. 牛乳パックで水ロケットの翼を三枚作り、噴射ノズルの周りに貼った頭部にビニルテープで貼り付ける。 その後で二本のPETボトルに釣り用テグスでカーテンランナーを結びつける。

【発射装置アダプタ】

【打ち上げ方】

1. 製作したロートを使って、ロケットに約500mL水を入れ、ロケットに取り付けたカーテンランナーを発射台のカーテンレールに通し、
   ロケットをセットする。
2. 簡易型水ロケットを打ち上げのとき使った空気溜めPETボトルを外し、そこに発射装置のアダプターを取り付ける。
3. ボールバルブを開け、空気を入れる。このとき空気入れに圧力計がついていない場合には圧力が分からないので、PETボトルが破裂することがある。（約10気圧）
   圧力が分からないまま、空気を入れないこと。圧力計がついている場合には、水の量や圧力を徐々に上げながら飛び方を確かめればよいが、
   PETボトルに傷がなければ経験的には5～6気圧までにしておけば問題はないようである。
4. ロケットを飛ばす方向に自動車や障害物がないか、人がいないかなど安全を確認できたら、5,4,3,2,1,0とカウントダウンにて発射する。

【参考】
「どこまで行くか水ロケット」『いきいき物理わくわく実験２』日本評論社 飯田洋治さんのホームページ　URL:
準備の過程では飯田洋治さんと林煕さんに相談にのっていただいた。
また、コンプレッサ関連の部品の選択にあたっては専門家向けの販売店長谷川兄弟商会のご主人にいろいろと相談にのってもらった。
【材料の購入先】
DIYホームセンターとよく相談にのってもらえる長谷川兄弟商会

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