竹蜻蜓的物理原理
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隨空氣漩渦上升竹蜻蜓是我國古代一大發明。玩時,雙手一搓,然後手一鬆,竹蜻蜓就會飛上天空。旋轉好一會兒後,才會落下來。
這種簡單而神奇的玩具,曾令西方傳教士驚歎不已,將其稱為“中國螺旋”。上世紀三十年代,德國人根據“中國螺旋”的形狀和原理髮明瞭直升機上天的螺旋槳。
竹蜻蜓由兩部分組成。一是竹柄。用一根竹片削成長20釐米、直徑4至5毫米的竹竿(柄)。二是“翅膀”。用一片長18至20釐米、寬2釐米、厚0.3釐米的竹片,中間打一個直徑4至5毫米的小圓孔,用於安裝竹柄。然後在小孔兩邊對稱各削一個斜面,以起到竹蜻蜓隨空氣漩渦上升的作用。翅膀做好後,將竹柄插入其小孔中。玩時,用雙手掌夾住竹柄,快速一搓,雙手一鬆,竹蜻蜓就飛向了天空。
竹蜻蜓的物理原理
原理:竹蜻蜓的葉片和水平旋轉面之間有一個傾角(這個傾斜角度是可以調整的)。
當旋翼旋轉時,旋轉的葉片將空氣向下推,形成一股強風,而空氣也給竹蜻蜓一股向上的反作用升力,這股升力隨著葉片的傾斜角而改變,傾角大升力就大,傾角小升力也小。當升力大於竹蜻蜓自身的重力時,竹蜻蜓便可向上飛起。
竹蜻蜓的葉片和旋轉面也保持一個傾角,所以當我們用手旋轉竹蜻蜓時,它會得到空氣的反作用推力而向上飛出。
擴充套件資料:
中國的竹蜻蜓是直升機發明的靈感來源
中國的竹蜻蜓和義大利的達芬奇的直升機素描,為現代直升機的發明提供了靈感,指出了正確的思考方向,通常被認為是直升機發展的起點。
竹蜻蜓,又稱飛旋和“中國頂”,是它們祖先的奇特發明。竹蜻蜓被認為早在公元前400年就存在於中國,而更保守的估計是明朝(約公元1400年)。這就是所謂的竹蜻蜓民間玩具,一直流傳至今。
現代直升機比竹蜻蜓複雜一千萬倍,但其飛行原理與竹蜻蜓相似。現代直升機的旋翼軸就像竹蜻蜓的葉片,旋翼軸就像竹蜻蜓的竹籤,旋翼的發動機就像我們的雙手用力摩擦在一起。竹蜻蜓的葉子是圓的,前面鈍的,後面鋒利的。上表面是拱形的,下表面是平的。
當氣流通過拱形的上表面時,流速快,壓力低。當氣流通過一個較低的平面時,它的速度很慢,而壓力很大。在上表面和下表面之間形成壓力差,產生向上的升力。當升力大於它自身的重量時,蜻蜓就會飛到空中。直升機旋翼產生升力的原因與竹蜻蜓相同。
簡明的大英百科全書、卷9日表示:“飛行的直升機是最早的想法之一,多年來一直認為,達芬奇首先提出了這個想法,但現在知道中國製造的玩具直升機在中世紀的歐洲人。
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