你会放风筝么?你想过让和孩子一起放风筝,变成一节有趣的户外物理课吗?

 

果酱来帮你啦~


 

我们都知道,第一次放风筝并不那么容易。事实上,即使你熟悉风筝,想要让风筝随着风向变化展翅翱翔,时而快速上升,时而俯冲,也绝非易事……

 

任何依靠气动力在空中飞行的物体都依赖于各种物理作用力,包括浮力、重力、推力,每种力都有多种成因。我们来看一个来自NASA的小视频:



没有翅膀的飞机飞不起来,没有动力的飞机也飞不起来。物体想要停留在空中,必须维持各种力的平衡。无论物体的大小如何,大到一架波音飞机,小到一架风筝,原理都是如此。

 

风筝的结构

 

我们小时候手工课做的风筝,多半都飞不起来,这是因为为了让风筝飞起来,首先你必须保证有足够的空气浮力去抵消风筝本身的重量。虽然影响风筝浮力大小的因素有许多(例如风筝的形状、风筝在空中的运动、空气质量等等),但是最重要的原因在于带动风筝飞行的风。

 

如果你观察细致的话,一定会发现风筝是用很轻的,但是,坚固的材料做成,并且有一些小的零件。风筝的形状是也流线型的,前面有个尖尖的角,能够帮助风筝划破前方的空气。

 

空气动力学结构让风筝能够飞行:流线型、坚固的连接部位、轻型材料

 

放飞风筝

 

放风筝要选择一个有风的日子,最佳组合是两个人。


1、想放飞风筝你需要一个朋友;

2、准备姿势是你和你的朋友距离60米远,让风筝线稍稍拉紧一点。

3、接下来,你需要判断风向,风从拿线的人那里,吹到举风筝人的校对就对了。

除了让朋友顺着风向拿着风筝,在放飞前你还需要给风筝一点初始速度。然后你只需要拽着风筝,风筝就能在空中飞起来。一边牵着风筝一边跑也促使风筝起飞。但是,如果风筝一旦上天你就不用一直跑来给予风筝速度,因为风速通常会随着高度增加,因而会提供足够的浮力让风筝飞在空中。

  

上升与滑行

 

放飞风筝的阶段包括释放、起飞、上升和滑行。

 

放风筝时的各种力(上:浮力,左:推力,下:重力,曲线:拉力)

 

想要风筝自由翱翔在天空,作用在风筝上的各种力(上:浮力,左:推力,下:重力,曲线:拉力),需要达到平衡。一旦打破这种平衡,那么风筝就会开始摇摆、嗖嗖下落直至各种力重新恢复平衡。


例如,当你拉动风筝线,那么,风筝的速度就会略微加快,因而风筝上升的速度就会加快;与之类似的是,当你将风筝线放松一点,那么,风筝就会下降,直到重新受到风筝线的牵引。然后,风大的时候,放线,当风小的时候,收线,如此,风筝便会一直飞在空中。

 

常见的风筝类型

 

钻石形风筝(Diamond Kite)、三角形风筝(Delta Kite)、雪橇形风筝(Sled Kite)——三种简单的风筝非常常见,也很容易买到,他们各自有优缺点。


1、左上:钻石形风筝;

2、上:三角形风筝。

3、左下:雪橇形风筝。

钻石形风筝非常坚固,即使做工造型不那么完美。钻石形风筝的长尾巴能够迎风摇摆,哪怕风力很强劲。

 

三角形风筝比另外两种风筝更利于飞行。也就是说,三角形风筝能够长时间保持直角飞行。如果天气晴朗,遇到上升的气流,它有时还会正对你的头顶呢。

 

雪橇形风筝方便携带。这种风筝可以卷起来,占据很小的空间,在运输过程中不易损坏。

 

它们的缺点如下:

 

钻石形风筝飞行的角度较小。如果不小心的话,它的长尾巴很容易挂到别的东西。

 

三角形风筝经不住受住强风。风力太大的话会造成风筝的损坏。

 

雪橇形风筝不适合低空飞行。除非在海边放这种风筝,否则只有比大树高的时候,才能很好地飞行。

 

放风筝的安全

 

在电影《追风筝的人里》,有一种很让人着迷的风筝比赛。具体的方法就是,先让自己的风筝靠近别人的风筝,让两只风筝的线靠近,然后快速用自己的风筝线压低别人的风筝线,从而“降低”或者“割断”别人的风筝。值得注意的是,这种风筝比赛所用的风筝线并非我们日常所用的,不是特别安全。


追风筝的人剧照:哈桑放风筝的技术很赞

 

教孩子放风筝是一个有机会让他对空气动力学产生兴趣的方式。但是,放风筝也存在一定的危险。美国宇航局非常重视飞行的安全:无论是太空飞行还是飞行实验,哪怕是放风筝。


 

在放风筝时,一定要注意周围的人或物的安全。

 

一定要在空旷或海边没有障碍物的地方放风筝。首先,千万不要在有树的地方放风筝。正如史努比的主人公查里·布朗所看到的那样,树会吃掉你的风筝。如果你的风筝挂到了树上,你就只能重新买一只风筝了。其次,千万不要在高速公路附近放风筝。如果为了追风筝而在马路上穿行,你会受伤的,开车的人也会被风筝分散注意力,造成事故。如果风筝撞到别人的车,你就得买新的风筝了。另外,千万别在房子附近放风筝。你的风筝可能会弄坏窗户或屋顶。如果你的风筝掉到了屋顶,你也只能重新买一只风筝了。


最后,千万别在高压线旁放风筝。如果风筝碰到高压线,你就会被电击。

 

参考文献:

美国国家航空和宇宙航行局

国家航空航天博物馆

维基百科




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作者:佚名
来源:果壳童学馆