弓與箭(10) 箭簇與重心

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2017-11-06 22:05:18 By zfang

來~畫一個箭頭! 你會畫出什麼?
三角形、圓錐形,還是像青春期陷入熱戀的學生一樣,畫個愛心形?

箭桿、箭簇、箭尾(箭羽),組成一隻箭。鄒族的箭有箭羽,箭羽可以幫助飛行穩定,但布農族的箭沒有羽,它們是無羽箭。箭有無羽箭,可曾聽聞無箭簇的箭?似乎沒有。令人好奇~箭為何有箭簇? 在科學小原子鄒族弓箭單元,除了箭羽,我們也注意到箭簇,鄒族的箭簇相當特別!


一種是三叉狀的竹製箭簇,以棉線綑綁於箭桿前端。


叉上有刻痕,類似魚叉倒鈎的功能,搭配二片羽毛的箭尾。


另一種是鐵製箭簇,具有刀鋒相當銳利,將箭桿前端剖開夾住刀片,再以線固定之。


鐵簇是搭配三片羽毛的箭尾,飛行時會旋轉具穩定性,不至失準而使鐵簇遺失。

原來,箭簇的外形材質與狩獵對象有關,射獵大型獵物,使用鐵簇,獵到獵物後,並能以箭為刀當場宰殺;小動物或鳥類,則使用竹簇。一般人透過電影書籍所熟知的箭簇多為鐵製,且形狀為三棱形、三角形、圓錐形等流線型。鐵製箭簇加上流線造型,使得飛行阻力小,除了有良好的穩定性和準確性,還具有較強的殺傷力。古代戰爭中,甚至出現『毒』箭或塗上油脂的『火』箭等箭簇。

箭簇還與『重心』有關,正常的箭,前端箭簇是比較重的。
『為何重心要在前?』箭簇的存在可以使箭的重心靠近箭頭,重心在前則方向不容易偏,飛行較穩定。簡單利用槓桿原理進行解釋:將重心位置視為支點,若支點在中,則高速飛行下,受到空氣與箭身的流體摩擦力作用,或著是尾部紊亂氣流影響,容易偏。

若是箭的重心移往前端,則後端力臂變長,當箭尾擺動時,些微的空氣阻力即形成適當的力矩,使箭的行進方向不易改變,如此當箭迎風飛行時,受到的空氣阻力自然小。(在弓與箭(3) 箭為何會追風?箭與風向計中,我們利用風向計來討論箭羽的功用,也是從槓桿原理去解釋箭的追風特性。再次強調,此處只是利用簡單原理針對現象進行說明,箭的科學內涵並非僅此而已。)

箭的重心影響箭的飛行姿態和飛行的穩定性,合適的重心位置要配合箭簇種類,箭杆的材質、長短與粗細,以及箭簇、箭杆、箭羽的比例等進行調整。

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分類:科學五四三 2011/04/19 12:07