一枚板グライダー実験 |
一枚板グライダーの実験アルソミトラという植物の種をモデルにしたグライダーがある。一枚板グライダーはA4画用紙を短辺方向に切って作った長方形の羽だけのグライダーである。
一枚板グライダー
投げ方が少し難しいがシマシマクリップの位置を調整するとうまくグライドする。たった一枚の紙がグライドすることに驚き、「どうして飛ぶの?」と飛行の科学に関心を持ってもらいたい。クリップをさしこむ長さを変えるとグライダーの重心位置を変えることができる。グライダーの縦安定性(ピッチ安定性)が重心位置によって変わってくることを体験することが実験の目的である。
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関連資料参考とした情報アルソミトラの模型から思いついたもの。開発した時点では参考とした情報は記憶にない。ダイソーで売っているシマシマクリップがA4サイズの画用紙から切り出した一枚板グライダーに丁度いい重さになる。
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実験の進めかた一枚板グライダーの製作A4画用紙に型紙を印刷し、横方向に切りはなして作る。プリンターの印刷範囲の関係で両はしが印刷されていないが線の延長上を切って短冊を作る(5枚できる)。シマシマクリップの外側(長いほう)を目盛りがあるほうにして、図のようにはさんで裏側をセロテープで止める。
クリップの先端を20、30、40、50、60(%)の位置に合わせて5種類作る。クリップの位置を変えることによりグライダーの羽の重心位置を変えたことになる。
一枚板グライダーの飛ばし方
一枚板グライダーをうまく飛ばすためにはちょっとしたコツがある。
グライダーは降下しながら前に進む。位置のエネルギーを前に進む力に変えている。グライダーが滑空しているときの速度は発生する揚力がグライダーの重さと丁度つりあう速さになる。すなわち、グライダーはそれぞれ固有の角度と速度で安定して飛ぶようになっている。
一枚板グライダーが滑空するためには、手からはなすときこの固有の角度と速度になっているように意識して投げる。そのため、
はなした後下向きに円を書いて回る場合は、裏表反対にしてもう一度試す。
飛ばしやすくする工夫
グライダーの重心の測り方
一枚板グライダー実験手順
重心位置と滑空軌跡
一枚板グライダーの実験のまとめ一枚板グライダーをうまく飛ばすためにはある程度練習がいる。少し慣れると3回に1回程度はうまく飛ぶようになる。うまく飛んだグライダーの軌跡を比較して重心位置を変えた時のグライダーの縦安定性を比較するのが本実験の目的である。飛ばしてみると分かるが一枚板グライダーを真直ぐ飛ばすのは更に難しい。多くの場合、うまく滑空しても右や左に旋回する。これは傾いた翼を元に戻す働きが弱いからである。
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