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弓與箭(2) 箭為何有羽?簡易風洞實驗 次要群組 [隨處遇科學::科學五四三] 列印 推薦
作者或來源 zfang 2013-06-10 00:03:05
關鍵字 1弓箭 2科學小原子 3箭羽 4簡易風洞
此文完整連結 http://zfang.zipko.info/663.html
文章歡迎轉載,請尊重版權註明連結來源。
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弓箭是最原始的獵具,許多原住民族都有,光是與弓箭有關,而科學小原子製播過的就有布農族-弓箭(6)、排灣族-弓琴(10)、賽夏族-夾鼠十字弓 (27)、鄒族-十字弓(41)、卑南族-彈弓(56)。參與的是科學小原子第81集,談的也是弓箭,是阿里山鄒族的弓箭(推薦分享~科學小原子第81集鄒族弓箭 )。

『許多原住民族都有箭,鄒族的箭有什麼不一樣?』因為是做節目,希望每一集能有一些不同的科學點,科學小原子之前單元談了很多『弓的部份』,於是在鄒族的弓箭~我們就鎖定在『箭的部份』,特別是箭尾的羽毛。


主持人手持的是鄒族的箭,箭簇是鐵製刀狀,箭尾則為三片羽毛。


三隻箭都有箭尾,箭尾的造型也各異。


這是小朋友的練習箭,箭尾式塑膠製,三片對稱形狀。


這是由二片羽毛做成的箭尾,搭配的箭簇是竹製三叉箭簇。


三片羽毛的箭尾,羽毛綁的方式相當特別,有特定的旋轉角度。(為什麼呢?)

『箭為何會有羽?』除了取鵬鳥飛翔在空中的意境,是否在飛行物理學上,箭羽也有它的效用?

找尋答案的過程,我們反向思考:『如果沒有羽,箭的飛行會受到什麼影響?』深奧的學理給物理專家去研究,小原子是以小朋友為主的科學節目,我打算透過活動與實驗來比較並觀察『有羽箭與無羽箭的飛行』。

『箭越高速飛行,迎頭的風越大,所以我們把箭靜止,讓高速的風吹過,來模擬飛行。』其中一個科學活動是利用簡易風洞實驗,觀察有羽箭與無羽箭的飛行。


利用竹筷與羽毛球的鴨羽來做為箭羽,鴨羽較硬,真實的箭羽其實很柔軟。


除了無尾箭,也做了二羽箭。二羽的綁法有多種,也可用二個半片羽毛做成尾翼。


三羽箭則用三個半片羽,製造彎曲旋轉的效果,模擬出鄒族鐵簇弓箭的箭尾。

以吸管綁成一束,組裝簡易的空氣整流器,電風扇吹出的氣流經過長直吸管導正方向,產生水平固定的風向。(謝迺岳老師在遊客家搞科學風箏單元中,則用一大束裁切的保特瓶身,與工業用電扇搭配,製造固定風向,來探討風箏的長長尾巴。)


所謂的簡易風洞,其實就是只是一大把吸管與電風扇的結合。

 

將無翼(羽)箭、有翼(羽)箭分別懸吊放入風洞中 ,觀察比較飛行情形。

首先是無翼箭,先穩定的放在簡易風洞裝置內。

風扇一打開,便發現原本水平的箭身尾部往上,水平方向也有些偏動,然後發生了打轉。如果是真實飛行的箭,箭身偏阻力增大,射程不遠方向也會偏。

如果是有翼箭呢?

即使在一開始風扇剛打開時有偏動,但之後穩定地朝著風向飛行。簡易風洞實驗顯示,箭羽對於飛行的穩定是有幫助的。

節目為風洞實驗製作的動畫內容可以在youtube上看到,是創作者放上去的,配音是企劃玉軒柔柔的聲音。

『我們利用風洞來做箭的飛行模擬實驗,沒有尾翼的箭迎風飛行時,氣流流經箭尾時會受到干擾,導至尾部不穩定而上揚,繼而發生打轉或偏向的情況,而在加裝了尾翼之後,能夠使通過的氣流有固定的流向,穩定箭身,也就不容易偏移囉!』

設計科學活動時,白榮銓老師特別提醒:『 要留意活動前的"引言"和最後的"結論",僅能就活動本身題材(例無翼箭、有翼箭)的"性質和功能"做適度的推論。 不要讓小朋友誤以為這"相當於或等於"射箭尾翼的全部功能。 』節目時間雖然有限,但科學真義是無限。

 

弓與箭(1) 箭羽與鳥羽
弓與箭(2) 箭為何有羽?簡易風洞實驗篇
弓與箭(3) 箭為何會追風?箭與風向計
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弓與箭(14) 原住民族的弓箭與狩獵文化

 

 


分類:科學動手做 2011/04/06 16:24

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