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中学生叠纸飞机赢 1.4 万奖金!他是怎么做到的?

发布时间:2024-06-12 19:53:16 点击量:

科学“答案”课堂测验

纸飞机是通过将动能转化为势能来滑翔的。你知道喷气式飞机能在空中高速飞行主要是运用了哪条物理定律吗?

A.牛顿三大定律

B.阿基米德原理

C.帕斯卡定理

D.伯努利原理

(答案见文末)

翱翔天际,

那些令人难以置信的纸飞机记录

不知道大家是否还记得自己手中的纸飞机创造的飞行纪录,在第十一届宁波纸飞机大奖赛暨第七届中国宁波纸飞机挑战赛上,又创造了一些新的纪录。在空中计时项目中,镇海中学大一学生李建男驾驶纸飞机飞行13.88秒,夺得冠军;在直线距离项目中,余姚市第五职业学校学生毛克伟驾驶纸飞机飞行了48.2米,这一优异成绩为他赢得了1.4万元的奖励。

如果你对这两个数字没有概念,比如13.88秒,一个身体素质好的人跑100米就足够了;48.2米,大概是标准泳道的长度。

不过,此前还出现过更不可思议的纸飞机记录:2009年4月11日,日本纸飞机协会会长户田卓夫凭借“空中之王”创下了27.9秒的吉尼斯世界纪录。

▲“空中之王”纸飞机(图片来自网络)

在纸飞机直线距离项目中,美国纸飞机大师约翰·柯林斯曾设计了一架以其妻子“苏珊”的名字命名的纸飞机,2012年2月26日,这架纸飞机被一名橄榄球运动员在仓库里抛出。

“苏珊”纸飞机一口气飞行了69.14米的距离,创下了纸飞机最长飞行距离的吉尼斯世界纪录。

▲“苏珊”纸飞机创下69.14米的世界纪录(图片来自网络)

你是不是也被这些神奇的纸飞机成果震惊了呢?看来,让一架纸飞机飞得又远又久,并不容易。不过,我偷偷告诉你,只要掌握以下“秘籍”,你也可以折出“飞机之王”!

投掷力,

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这是航班顺利飞行的基本保障

纸飞机的动力来自于投掷的力量,也就是投掷的动能。投掷之后,假设飞机的高度不变,空气阻力会使飞机减速。为了继续向前飞,纸飞机会利用重力势能转换成前向的动能。因此,纸飞机实际上是在空中“滑翔”了一段距离。所以如果你的投掷力量足够大,从根本上就能保证纸飞机能在空中“滑翔”得更远。

当然,这只是纸飞机飞行的基本原理,如果想让纸飞机以多种方式飞行,光有这些还不够,纸飞机的材质、重量、黏着方式、机翼形状、投掷方式等都会影响纸飞机飞多远、飞多久。

▲纸飞机配备电动螺旋桨和锂聚合物电池后,动力十足,可进行飞行特技表演(图片来源:东方IC)

飞得更远,

需要稳定的重心

不同的项目对于纸飞机的要求也不同,如果想要纸飞机飞得远,飞机需要有细长的机身,重心要稳定、对称。

在纸飞机直线距离项目中,创下吉尼斯世界纪录的“苏珊”纸飞机为了保持整体造型修长,首先从传统的A4纸上剪掉19毫米的垂直边缘,然后在机头位置进行两次折叠,以稳定飞机重心,并再次缩小机身尺寸。值得注意的是,“苏珊”纸飞机在折叠时使用了胶带固定。

John Collins 亲自指导折“苏珊”纸飞机的视频教程,有兴趣的朋友可以尝试一下,也许下一个打破世界纪录的人就是你!

飞得更久,

需要折叠宽翼

另外一个项目,对纸飞机的滞空能力的要求和飞行距离的要求是完全不一样的,纸飞机的滞空能力需要保持稳定,所以机翼要宽,重心要前倾,机头要厚。

户田卓夫的“天空之王”之所以能飞行27.9秒,完全得益于其宽大的机翼。

“空中之王”纸飞机外形扁平,看上去有点像B-2隐形轰炸机。该机翼面积较大,机身边缘向上折叠、尾部上翘,可以保证长时间滞空的能力。

▲B-2隐形轰炸机

成功或失败的关键,

正确的投掷姿势

除了飞机本身的折法外,投掷者的投掷力度、选择正确的姿势和投掷角度也是纸飞机飞得好坏的关键。

“苏珊”纸飞机的投掷者是一名职业橄榄球运动员,身体素质好,力量大。与“空中之王”一起夺得本次纸飞机比赛冠军的李嘉男说:经过十几次试验,他认为投掷时,最佳角度是让纸飞机机头向上约70度。

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另外小提醒一下,保持手指干燥也很重要,如果太紧张,手上的汗水会影响纸飞机的顺利飞行。

虽然只是一架小小的纸飞机,但是它却蕴藏着不少的秘密!

最终的问题是,

吹一口气,纸飞机就能飞起来吗?

很多纸飞机爱好者在放飞纸飞机前,都会习惯性的对着纸飞机的机头吹气,有人认为这种做法有助于纸飞机飞起来。对此,专家们的看法不一,有的专家认为,这确实会影响纸飞机的飞行,而另一些人则认为,这种做法根本没用。

▶识别组:

西南大学物理科学与技术学院老师袁洪宽:

纸飞机起飞前呼气,与空气动力学有关。纸飞机的机头较小,可以减少阻力,但也会使机头过轻,机身重量不均。先呼气会让机头沾湿后略重一些,可以保持机身整体平衡,使飞机能在空中飞行更长时间。另外,略重的机头可以起到引导作用。如果机身后部过重,纸飞机在飞行过程中很容易向后翻转。

宁波小市中学物理老师杨继林:

给纸飞机呼吸确实会对它的飞行距离产生影响,给纸飞机呼吸之后,前端的温度会升高,这是飞行距离增加的重要原因,但是对飞行高度影响不大。

宁波市模特无线电运动协会秘书长朱波:

吹气后,纸飞机头部的重量会增加,纸飞机的重心会前移,这样可以有效增加抛出时的飞行距离10%到15%。

▶无用派系:

“空中之王”的发明者户田拓夫是日本折纸飞机协会的会员,该协会秘书长藤原先生2017年5月曾随户田拓夫来到上海。他发现,很多中国纸飞机爱好者喜欢对着纸飞机吹气。他认为,“对着纸飞机吹气,不会对它在空中停留的时间产生任何影响。如果想让纸飞机飞得更久,除了折纸,还要勤加练习投掷。”

参考:

DK 科学百科全书:流体力学

DK 飞机书:可见的历史:飞行的魔力

科学“答案”课堂测验

答案:D

分析:在流体力学中,有一个“伯努利原理”或“伯努利定律”,是由瑞士科学家丹尼尔·伯努利于1726年首次提出的,其主要内容是:在水流或空气流中,若速度小,则压强大,反之,速度大,则压强小。

喷气式飞机机翼的横截面形状是不对称的,飞机飞行时,机翼周围气流分布不均匀,机翼上方流线密集,气流速度大,而下方流线稀疏,气流速度低。根据伯努利原理,机翼上方压力小,下方压力大,从而产生作用于机翼的升力。

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