推廣環保水火箭 徐福昌樂當科學志工onTV

【長榮大傳系/記者馬嘉妤 王盈棋 黃昱寧 報導】位於台南市歸仁區紅瓦厝科學教育農場─徐福昌老師，以環保概念製做水火箭，再利用原有的牛頓定律觀念改良成其他種水火箭，而每周三下午兩點至五點會到歸仁國中讓小朋友體驗科學，使牛頓定律不再是書上的理論，也是能操作又好玩的實物。

    環保水火箭顧名思義就是利用一些回收再利用的東西製作而成，讓廢物再利用，寶特瓶隨處收集的到、取得方便，可以做環保又可以教科學，不像一般的火箭，需要鐵柱且工程較浩大，不是一般人可以玩得到的，但環保水火箭製作簡單人人又都可以玩。環保水火箭由一隻完整的寶特瓶和半個寶特瓶組裝起來，半個寶特瓶接在寶特瓶瓶口處，再黏上三片珍珠板尾翼，最後在完整寶特瓶尾端黏上流線型的彈頭，一隻完整的環保水火箭就形成了。

    水火箭的種類很多，包刮環保水火箭、比賽用水火箭、旋轉式水火箭、降落傘水火箭、砲彈式水火箭、雙截式水火箭。例如:降落傘水火箭做成兩層，第一層稱為太空艙，裡頭放降落傘，等水火箭射出開始往下掉時，降落傘就會自然張開，慢慢降落。炮筒式水火箭是用一般水管在上漆完成，尾端有個利用腳踏車煞車原理的發射器，外觀酷炫更吸引小朋友。

利用牛頓第三運動定律-作用力與反作用力
    水火箭的發射原理是牛頓第三運動定律—作用與反作用力，推力要達到一定的PSI，當兩個物體互相作用時，彼此施加於對方的力，其大小相等、方向相反。力必會成雙結對地出現：其中一道力稱為「作用力」；而另一道力則稱為「反作用力」，又稱「抗力」；兩道力的大小相等、方向相反。它們之間的分辨，是純然任意的；任何一道力都可以被認為是作用力，而其對應的力自然地成為伴隨的反作用力。這成對的作用力與反作用力稱為「配對力」。牛頓第三定律又稱為「作用與反作用定律」

水與空氣產生作用力與反作用力
    空氣可以包含水蒸氣，溫度越高，可以包含的量就越多。當空氣的溫度變低時，如果它所含的水蒸氣太多，就會把多餘的水蒸氣釋出而產生雲或霧。在寶特瓶中灌氣，等於把外面的空氣壓進寶特瓶中，這時它的溫度會升高，會增加所含有的水蒸氣。因溫度升高，部分熱能散到瓶外，等壓力大到脫離橡皮塞，屏中空氣瞬間膨脹，溫度下降，使空氣膨脹而噴出時的反作用力。加水的原因是水比空氣重，水會先被空氣推出來，形成一個重力加速度，會把水火箭推的更遠。

水火箭構造飛行原理
    水火箭大概需要100PSI，每平方公分大概七公斤左右，利用打氣使內外空氣壓力差形成作用力。發射水火箭時需要一個噴頭，噴頭等於一般汽車的CC數，CC數不同推力就不同，水火箭的噴頭孔徑的推力就取決於一公分以內，孔徑太大推力大但持續力不夠，就無法飛的太遠，太小則推理不夠飛不出去。而前端配置也很重要，彈頭是為了減少空氣阻力，如果沒有一定的重量，它飛出去是沒辦法平衡且無法往前飛的，則越長的水火箭，相對的空氣阻力係數就會高。尾翼是用來控制它的氣流，使它穩定的往前飛。

    徐福昌老師原本只是個從事自動車床工作的「黑手」，在十幾年前曾參加成大航太研習營看人家做環保水火箭，因想讓兒子女兒玩水火箭，而當時網路不發達資訊不流通之下，水火箭不容易購買，才開始認識水火箭，自己DIY自製各種類型的水火箭，後來獨創水火箭的「發射器」並得到專利。老師本身出生於理工科，基本的原理概念都了解，因此能觸類旁通這些科學，讓他誤打誤撞投入科學遊戲世界。

    最後他改行當環保教育志工，也慢慢走進校園進行科學和環保教育的課程，並將自家農地變身為科學教育農場，徐福昌與妻子自己動手建一座蝴蝶園，園內有十多種非保育類蝴蝶。徐福昌說，當父母把這一片土地交給他時，一部分是有機木瓜園，其餘的地很荒蕪，但因為他很喜歡動手做東西，一開始是因為製作水火箭，後來做的東西越來越多樣化，例如:科學教學、吸管藝術、環保DIY……等，因此將田園改造成農場，讓更多人知道科學好玩之處。

    除此水火箭之外，老師還研發了很多相關遊戲，例如：降落傘火箭、砲彈火箭、旋轉火箭等等各式火箭，還有古早砲、吸管藝術。老師說：「有自己的想法才有辦法自己製作。」所以這些都是經過老師的巧手費了很多心思所製作出來的，信手拈來的小東西都能變作好玩又有趣的科學玩具。老師現在全心全意投入志工，而每周三下午也都會到歸仁國中兼課。這些環保科學遊戲替老師帶了成就感也帶給大家許多歡樂。