Evde basit roket deneyi: balonlu ve gazlı roket nasıl yapılır?

Evde basit roket deneyi için iki güvenli yol var: ipe geçirilmiş bir pipete bağlı balon roket ve sirke ile karbonatın (sodyum bikarbonat) oluşturduğu gazla fırlayan şişe roket. İkisinde de ateş ya da yanıcı madde kullanılmaz; roketi ileri iten şey, dışarı fışkıran hava ya da gazdır. Bu, Newton'un üçüncü yasası olan etki-tepki ilkesinin en kolay gösterimidir.

Kısaca
1. Balon roket: ip, pipet, balon, bant; evin içinde yapılabilir.
2. Gazlı roket: plastik pet şişe ya da bastırmalı kapaklı küçük plastik kutu, sirke, karbonat; yalnız açık alanda.
3. Gözlük takılır, bir yetişkin başında durur, roket kimseye doğru tutulmaz.
4. Bilimi: Gaz bir yöne itilir, roket ters yöne gider (etki-tepki).
5. Bilim fuarı için tek bir şeyi değiştirip sonucu ölç, deney defterine yaz.

Roket neden ileri gider?

Newton'un üçüncü yasası şunu söyler: Bir cisim başka bir cisme kuvvet uygularsa, ikinci cisim de birinciye eşit büyüklükte ve ters yönde bir kuvvet uygular. Gerçek roketlerde motor, yanma sonucu oluşan sıcak gazı arkadaki lüleden çok hızlı dışarı atar; gaz geriye itilirken roket de ileri itilir. Bu yüzden roket itmek için havaya ihtiyaç duymaz ve uzayda da çalışır. Balonun ağzından kaçan hava ve şişeden fışkıran gaz da aynı ilkeyle çalışır. Gerçek roketlerin nasıl çalıştığını Roket nedir, nasıl çalışır? sayfasında okuyabilirsin. Bu itme kuvvetine itki denir.

1. deney: İpte balon roket

Malzemeler

• 4-5 metre ip ya da misina
• Düz bir pipet
• Uzun ya da yuvarlak balon
• Selobant, mandal
• Şerit metre, kronometre (telefon olabilir)

Yapılışı

1. İpi pipetin içinden geçir.
2. İpin iki ucunu odanın iki ucundaki sandalyelere ya da kapı kollarına gergin biçimde bağla.
3. Balonu şişir, ağzını bükerek mandalla kapat (düğümleme).
4. Balonu bantla pipete yapıştır; balonun ağzı ipin bir ucuna baksın.
5. Balonu ipin başına çek, mandalı aç ve bırak.
6. Balonun ip üzerinde ne kadar ilerlediğini şerit metreyle ölç.

Balon, havayı arkaya iterken kendisi ileri gider. Pipet ve ip, balonun rastgele uçmasını önleyip düz bir yol çizmesini sağlar.

2. deney: Sirke ve karbonatla gazlı roket

Bu deneyde karbonat yani sodyum bikarbonat kullanılır. Kabartma tozu aynı şey değildir: Kabartma tozu bikarbonatın yanında asitli maddeler de içeren bir karışımdır, bu yüzden tepkime zayıf olur.

Malzemeler

• 0,5 litrelik plastik pet şişe ve şişe ağzına sıkı oturan mantar tıpa ya da bastırmalı kapaklı küçük plastik kutu (eski fotoğraf filmi kutusu gibi)
• Beyaz sirke
• Karbonat (sodyum bikarbonat)
• Bir parça kâğıt havlu
• Koruyucu gözlük
• Şişeyi dik tutmak için üç kalem ve bant ile yapılmış ayaklar

Yapılışı (açık alanda, yetişkinle)

1. Şişeye yaklaşık bir çay bardağı sirke koy.
2. İki tatlı kaşığı karbonatı kâğıt havluya koyup küçük bir paket yap. Paket, şişenin ağzından geçecek kadar ince olsun.
3. Herkes gözlüğünü taksın; izleyiciler en az birkaç metre geride dursun.
4. Paketi şişeye at, mantarı hemen tak, şişeyi ters çevirip ayaklarının üstüne koy ve hemen uzaklaş.
5. Kâğıt havlu ıslandıkça gaz çıkar, basınç artar ve tıpa fırlar; şişe yukarı sıçrar.
6. Film kutusu sürümünde kutunun dibine biraz karbonat koy, üstüne bir çay kaşığı sirke ekle, kapağı bastır, kutuyu kapağı yere gelecek şekilde koy ve uzaklaş.

Neden fırlıyor?

Karbonat ile sirkedeki asetik asit tepkimeye girer ve sodyum asetat, su ve karbondioksit gazı oluşur:

NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + H2O + CO2 (karbonat + asetik asit → sodyum asetat + su + karbondioksit)

Kapalı kapta biriken karbondioksit gazı içerideki basıncı artırır. Basınç tıpayı tutan sürtünmeyi yenince tıpa, sıvı ve gaz aşağı doğru fışkırır; tepki olarak şişe yukarı gider.

Güvenlik kuralları

• Cam şişe asla kullanılmaz. Yalnız plastik şişe ya da plastik kutu.
• Vidalı kapağı sıkıca kapatma. Gazın tıpayı itip çıkabilmesi gerekir; kapak açılmazsa kap patlayabilir.
• Ateş, kibrit, çakmak ya da yanıcı sıvı yok; bu deneyin hiçbir aşamasında gerekmez.
• Şişenin ya da kutunun üstüne eğilme, roketi kimseye, hayvana, cama ya da arabaya doğru tutma.
• Tıpa fırlamadıysa hemen yaklaşma; birkaç dakika bekle, sonra yetişkin şişeyi yüzünden uzak tutarak tıpayı yavaşça çıkarsın.
• Sirke göze kaçarsa bol suyla yıka. Deney bitince alanı suyla temizle.

Bilim fuarı için: değişkenleri dene

İyi bir deneyde aynı anda yalnız bir şeyi değiştirirsin. Değiştirdiğin şeye bağımsız değişken, ölçtüğün sonuca bağımlı değişken, hiç değiştirmediğin şeylere sabit değişken denir. Balon roket için şu soruları deneyebilirsin:

• Balonu daha çok şişirirsem roket daha uzağa gider mi? (Balonun çevresini mezura ile ölç: 30, 40, 50 cm.)
• İp yatay mı, hafif eğik mi, dik mi olursa roket daha uzağa gider?
• Uzun balon mu, yuvarlak balon mu daha iyi?
• Gazlı rokette karbonat miktarını değiştirirsem tıpa ne kadar sürede fırlar?

Her denemeyi en az üç kez tekrarla ve ortalamasını al. Aşağıdaki tabloyu defterine çizebilirsin:

Sonuçları bir çubuk grafikle göster ve tek cümleyle sonucunu yaz: "Balon daha çok şişirildiğinde roket daha uzağa gitti, çünkü...". Eğik ipte roketin yerçekimine karşı da çalıştığını fark edeceksin; gerçek roketlerin kalkışta neden bu kadar güçlü motora ihtiyaç duyduğunu düşünmek için güzel bir başlangıç.

Merak edebileceklerin

• Füze ile roket arasındaki fark nedir?
• Özgül itki nedir?
• İnsanı Ay'a götüren Saturn V roketi
• Türkiye'de roket var mı?
• Uzay nerede başlar?