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弓與箭(5) 氣球箭的飛行實驗

將長條氣球尾端加上尾翼當做是箭羽,與無尾翼長條氣球的飛行結果一起比較,看看有何不同?

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2019-10-23 14:34:50 最後編修
2017-11-02 22:41:56 By zfang
 

這篇讓我們來射箭,射的是外形有些像火箭的氣球箭,將長條氣球尾端加上尾翼當做是箭羽,與無尾翼長條氣球的飛行結果一起比較,看看有何不同?


利用長條氣球的飛行,模擬尾翼對飛行的重要性。

我們用鉛筆氣球(就是那種可以用來彎折小花小狗的造型氣球),在家製作帶孩子玩。利用紙張製作尾翼後以雙面膠或膠帶黏貼,貼的時候要小心,萬一貼錯想要撕開,可能會使充氣的氣球爆破喔。


鉛筆型氣球(剪一半,二人共用一個)、打氣筒×1,再找些紙做為尾翼與箭頭材料。


如何增加前端重量?只要用絕緣膠帶纏繞氣球頭部幾圈即可。

到回收桶翻可用的材料,找到以前小蒨畫的水彩畫畫本。當時二三歲的她根本是拖地的方式去刷,阿嬤整理家裡打算丟掉,意外為火箭尾翼增添藝術效果。節目中是利用廢棄不用的答案畫卡做尾翼,也可以利用撲克牌剪成三角形或梯形當尾翼,以對稱或不對稱方式貼上,也可以設計尾翼的傾斜角度、弧度。

 
翔翔還利用破掉氣球箭的尾翼,做出雙尾翼的怪物呢!

射的方法有二種,一種是如節目中一樣用丟擲的,一種則是用彈的。


科學小原子節目中用的是條狀氣球,採用拋射的方式發射。(影像擷取自科學小原子節目)


拋射容易掌握,缺點是不像真的箭。箭是平直射出,用丟擲的像標槍或射飛鏢。


鉛筆氣球輕又細,推薦用彈的方式發射。

怎麼射?一手握著氣球,二指捏住,用另一手一指頂住尾部,頂得越深、形變越大,反彈回的力量也大。


發射時要握住氣球尾,所以尾翼不用黏的太後面,留下約一個手掌大小,方便彈射。


準備發射時,二指放開,氣球箭就被彈射出囉。


還可以調整發射角度~水平或是有仰角都可以嘗試看看!

從氣球箭的活動結果,便可以清楚看到,如果尾翼本身有朝某個方向的偏向,在飛行時箭身是會一邊旋轉一邊直直的向前行。

氣球箭還有一個重要的部位:箭矢,箭矢會影響重心位置。前端加上一個尖尖的箭頭,一方面是藉由形狀減少迎面而來的風阻,另一方面,也是為了使重心往前。而流線型的造型也能減少風阻。關於箭矢與重心見後續文章說明。

對於理化老師來說,這個活動可以用來講的原理可多了:牛頓運動定律(特別是發射時涉及作用力與反作用力)、功與能的轉換,厲害的也能談起流體力學等。光是鉛筆氣球的吹放就是作用力、反作用力的應用,由氣球本身所噴出氣體的反作用力,而產生向前推進的力量。這兒,則是用來模擬箭的飛行,就得充足氣綁好,藉由流線型的箭頭減低空氣阻力,安裝在箭身末端的翼片使飛行穩定。

台灣原住民很多都會使用弓箭,鄒族的箭尾有羽毛。『在箭尾加裝羽毛對弓箭射擊是否有幫助呢?』答案是肯定的。沒有尾翼氣流會散,加了尾翼可以修正箭身方向,提升箭飛行的穩定度。

鄒族的箭聰明使用質量輕的羽毛做為箭尾尾翼,還可以避免尾翼過重,使得箭的重心偏後。只不過,氣球畢竟是輕,用來模擬箭的飛行時仍會出現飄起上揚的情況,還有哪些活動也能模擬箭的飛行?紙吹箭、吸管箭都行!

 


哈哈~我是俏皮神射手!

 

弓與箭(1) 箭羽與鳥羽
弓與箭(2) 箭為何有羽?簡易風洞實驗篇
弓與箭(3) 箭為何會追風?箭與風向計
弓與箭(4) 離弦之箭如何飛行?
弓與箭(5) 氣球箭的飛行實驗
弓與箭(6) 番外篇 小朋友玩氣球火箭
弓與箭(7) 紙火箭(紙吹箭)
弓與箭(8) 番外篇~親子來玩紙吹箭
弓與箭(9) 吹箭與吸管吹箭DIY
弓與箭(10) 箭簇與重心
弓與箭(11) 吸管箭與發射器
弓與箭(12) 弓的科學
弓與箭(13) 竹筷弓DIY
弓與箭(14) 原住民族的弓箭與狩獵文化

 

 

分類:科學動手做 2011/04/07 09:23

END

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