回旋镖的简易做法
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发布时间:2022-04-22 11:34
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时间:2022-07-17 13:05
回旋镖的支翼的切面使回旋镖所受的空气升力方向为上升方向(空气动力学),令回旋镖器身稳定。回旋镖和陀螺一样,其转轴绕着直线旋转(刚体动力力学)。升力及稳定性使回旋镖上升,旋轴的转动令回旋镖回飞 。
关于回旋镖的飞行现象,可以用回旋镖与空气的交互作用来解释。若在真空中由于缺少了空气的作用,回旋镖的飞行轨迹,应该仅是个抛物线。然一旦考虑空气,则情况就显得复杂,不过我们仍可用比较浅显的方式来了解,大致而言,回旋镖的飞行现象与力矩、角动量、转动惯量及伯努利原理、向心力等物理原理有关。
我们先考虑比较简单的情形如下:
以水平方向(转轴垂直地面)投掷回旋镖时,两翼的特殊结构使得空气流经翼的两侧时,依据伯努利原理,空气会有个朝上的净力作用在较低、平坦的一侧进而产生浮力。如果用右手垂直投掷回旋镖(先前朝上的一侧此时朝左),则浮力的方向(投掷者观看)是由右至左,不过单由这浮力并不足以解释回旋镖的飞行轨迹。
紧接着我们可以考虑垂直丢出后,两翼上各点对空气的相对速度,我们发现两翼上各点对空气的相对速度均不同。当翼上的点是朝上时,回旋镖的向前速度加上由于转动所产生速度才是相对于空气的速度,反之当翼上的点是朝下时,回旋镖的向前速度减掉由于转动所产生速度才是相对于空气的速度,因此作用在回旋镖上的不仅是由右向左的浮力(提供回旋镖旋转所需的向心力),同时也会产生一外力矩(水平方向)作用在回旋镖上企图使得回旋镖上半部向左倾斜、下半部向右倾斜。
操作注意事项编辑
一般而言,用右手投掷时,以纸板*有订书针部分凹下(个别机翼凸起)之方向为正面,投掷时正面向自己的左方,平行脸颊垂直地面。掷出时整个回旋标保持垂直,以类似投掷物体方式抛出,抛出时注意前方是否有人。回旋镖离手的那一瞬间,正面应几乎与地面(右方)垂直,或者正面略微向右倾斜,并且让回旋标转动得愈快愈好,也就是投掷时必须同时给予回旋镖向前的速度与转动的速度。
起初,回旋镖似乎远离我们而去,但很快地,它会向左上飞行、绕了一圈后降落在投掷者的附近或者再绕行第二圈后再降。每个回旋镖的飞行路径、盘旋能力都不同,即使同一个回旋镖,其飞行轨迹也会与投掷者的投掷方式有关,回旋的精确(定点、定位的投掷)更有赖于投掷者的技巧(通常风因素也会列入考虑),一段时间练习后就可以控制飞行技巧,让其飞行绕圈后回到手上,一般纸板做成的回旋镖在飞行半径约2、3米。缠上绝缘胶带增加转动惯量后,让飞行范围长达10米不是难事。操作摘要如下;
1.操作时特别注意安全,请依指导员指示操作,以免误伤他人。
2.有钉书针部分凹下面为正面,右手投掷时正面向自己的左方,平行脸颊垂直地面。
3.掷出时整个回旋镖保持垂直,以类似投掷物体方式旋转抛出。抛出时注意前方是否有人。
4.关键秘诀:回旋镖上浮与转弯的力量源自于旋转,因此掷出时回旋标转动愈快愈好,反而移动的速度则不必太大。
教学上的应用编辑
每个回旋镖都有其特定的飞行轨道,这现象可以用物理原理来解释。譬如:
1.飞行上浮和绕圈转弯:类似竹蜻蜓的飞行,与机翼倾斜、旋转时依伯努利原理所产生浮力的水平分力有关。类似竹蜻蜓的原理。
2.回转半径大小:类比拉绳甩石子,与物体质量、旋转快慢有关。
3.旋转之持续性:类比砂石车不易瞬间煞车停住,与转动惯量、角动量、外阻力矩有关。
每当以回旋镖为辅助教材实施教学时,很容易让学生把时间花在制作过程与制作技巧上,其实如何让学生在调整到成功飞行的过程中,体验物理原理并且应用成功才是最重要的学习成效。
准备:两张硬卡纸,中间无缝,宽度为3厘米,长度为20厘米、订书机或者胶水、一把剪刀。
步骤:1.首先:将两张硬卡纸的角剪圆,交叉成十字固定,呈90度的直角。
2.将硬卡纸的两端向上折3厘米。
3.四角面对自己,将做好的“回旋镖”侧着扔出,它就可以飞回到你所站的位置。