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弓與箭(7) 紙吹箭(紙火箭)

這兒分享的紙吹箭,又稱為紙火箭活動,動力是來自吸管吹出的氣體,但吹出去的箭不是放在吸管內,而是用紙製作,套在吸管外。

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2017-11-06 21:46:58 最後編修
2017-11-06 21:49:25 By zfang
 

除了氣球箭,還有另一個小遊戲:紙吹箭,也非常適合來談箭的尾翼與重心。

『吹箭?那很危險的。』吹箭,常會讓人聯想到….. 將暗器放在吹管中,用力一吹便送出暗器的那種武器。這兒分享的紙吹箭,又稱為紙火箭活動,動力是來自吸管吹出的氣體,但吹出去的箭不是放在吸管內,而是用紙製作,套在吸管外。(之前曾放在舊文:紙的玩意(9)~紙吹箭 ,現配合弓箭重新改寫。)

手邊只要有吸管與廢紙,就能做出簡單紙火箭。
先將紙纏在吸管上捲成比吸管略粗的圓管,前端再折好,以膠帶貼封即可。前端若切成尖角,再用膠帶封好,就比較像紙火箭了,而纏繞的紙圈數影響火箭整體重量。

 


做好的紙捲套在细吸管上,對著吸管吹氣,紙捲就飛出去!

沒有經過設計的紙吹箭,就可以飛2~3公尺。『可以射多遠?』由教室前到教室後,應該沒問題,不相信,親自做看看。
在頭部與尾翼上面加點功,來改良吧!例如:增加紙火箭頂端的重量,調整重心,重心在前,才能飛得遠。 角度與形狀也能降低風阻,紙箭的頂端最好是流線型、尖的(扁尖或圓尖);再加上尾翼或翅膀,調整準度與穩度。

紙火箭的飛行動力來自於吹的力量,吹氣使吸管內的氣壓變大,而推送出紙火箭,直接施力吹『火箭』,這可是牛頓第二運動定律,肺活量與猛一吹出的技巧,是制勝關鍵,氣要吹的飽滿、有力、迅速!

一般而言,扣除紙火箭與吸管之間的摩擦力,吹力越強,則紙火箭獲得的加速度越大,就能射的越遠。不過,有一點是值得注意的,紙火箭或氣球箭是飛行在空氣中,飛行的速度越快,空氣造成的阻力也越大,再加上氣流流過箭身也會產生摩擦力,因此,紙吹箭要怎樣才會射的遠?試試看就知。

還可以探討吸管與火箭最佳口徑比例,太接近會卡住,增加摩擦;差異太大,氣又容易流失。重心、力道,造型、吹遠、射準,看似簡單的活動~還可以操作不少變因,甚至可以用最粗的塑膠管子來試試『大型火箭』......誰吹?人的能力有限,用打氣筒、用保特瓶壓捏!

不需刻意做出紙捲,直接使用便利商店吸管套袋也可以,取半截裝回吸管上,用力一吹,可以吹出去,但飛不遠~『很沒力耶!』太輕?怎麼辦?加點重量在前端。


直接使用吸管的塑膠袋套,在前端釘幾個釘書針,便可吹得又直又遠!


學生操作後發現,如果沒有尾翼,只要重心在前端,且吹出力道夠,就能飛行很遠。

不只可用來模擬箭的飛行,紙火箭也是一個很好的科學活動,通常我們都是這樣帶學生:理論之前,先透過觀察與實做,採用嘗試錯誤方法去找到射遠的方法;如果學生已有科學基礎背景,便可經由設定多項變因與測試,用理論基礎去輔助如何射得最遠、飛得更準。

也就是說,古人在弓箭發展的改良歷程是利用經驗法則、嘗試錯誤學習,現代的我們多懂了一些理論,則可減少或縮短錯誤的時間。

前幾篇談的是『箭羽』,箭尾的羽毛是讓箭在飛行時能平穩飛行的重要裝置,有羽可以幫助穩定飛行。但是~除了尾翼,箭的重心更是重要!後續將從箭尾逐漸轉往箭矢(箭簇),討論箭與重心問題。

弓與箭(1) 箭羽與鳥羽
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分類:科學動手做 2011/04/12 22:05

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