二营长，你的“意大利炮”呢？| 正经玩

二营长，团长要的“意大利炮”呢？

来了来了，正在造“炮”呢！

咱们的原料可丰富了呢！

只要按照以下步骤， 空气大炮 就触手可及了！

绝对细节多多、包教包会。

让我们一起来实现开炮吧！

实验器材

所标杯、水瓶、剪刀、火柴、气球、锡箔纸、笔（吸管）、（胶带）

实验步骤

安全提示： 本实验有明火，请小朋友在家长的陪同下完成，或在空旷的地方进行，避免着火，注意安全。

第一步： 制作空气炮雏形

将矿泉水瓶的底部和气球的球肚剪下，接着把气球膜罩在剩下的水瓶末端。记得用打火机将塑料瓶 末端烧熔 ，防止扎破气球哦！

第二步：装 入让空气可视化的烟

将火柴和吸管一起用锡箔纸（既不会烧破又能导热的神器） 卷成柱体 ，用胶带贴好末端，形成良好的气密性，点燃火柴，让烟顺着柱体流向瓶内。

第三步：开炮

可以通过向内推气球或者向外拉气球实现开炮。

在通向实验成功的道路上，其实也经历了一些“小小”的失败。但我们总结出了一条成功的关键线索，那就是 存储足够的烟 ， 所以做实验时也别忘了以下细节：

1. 剪瓶子记得留下足够大的空间装烟；

2. 产生烟的是火柴的头部，可以多加入火柴头或者火柴头 粉末，来产生足够的烟；

3. 烟产生的一瞬间动能很大，但很快温度会下降，烟会 向下流动，装烟时大家可以调整一下瓶口方向，尽量让烟的利用率最大

最后和想象的相反，需要 较慢向内推动气球膜 才能够成功看到烟圈，因为这样能让空气呈现一个运动较为缓慢的过程。

原理 解密

制作空气炮的奥秘在于我们能创造出 空气涡环 ，一旦我们将空气“揉捏”成空气涡环这种特殊的构形，这团空气就能 在较长的时间内维持自身的动能和质量 ，而不是消弭于大气中。

图源 File:Vortex ring.gif - Wikimedia Commons

当我们拉推气球时，会对瓶内空气产生一定的作用力，让其以一定的流速流出瓶口，根据伯努利原理，流速大则压强小，瓶口周围静止的空气就会 向内流动挤压 ，从而在瓶口边缘附近形成 螺旋流动 ，考虑瓶口的圆形形状，从整体看就满足了空气涡环的构形。

空气烟圈的结构|图源网络

我们知道， 滚动摩擦 能让能量耗散更少，因此组成空气涡环的一圈螺旋前进的空气团和周围空气的摩擦较小，能 更长时间 地以一定的能量前进，从而形成我们看到的空气烟炮。

一点点野心

小瓶的空气炮是不是还不过瘾？下面祭出我们的重型“大炮”。

大炮的容量更大，烟圈也更大、更明显。于是开始思考，是不是 把瓶口变大 能够产生更大的烟圈呢？

说做就做：

‍

可惜失败了……

再细细观察一下大炮，原来败因在这。

‍

‍

‍ 大炮的推动皮罩的弹性很大， 能够搅动空气的体积也很大 ，所以能给空气提供较大的能量，保证了出炮口面积较大时，喷出的空气依然能 保持一定的流速，从而形成压力差，产生空气涡环 。所以当瓶口变大时，需要更大的推动力来提供一定的流速，而我们由水瓶改造的装置做不到这一点。

接下来，等待你们的大展身手！

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