挣脱重力,从大地飞上天空、宇宙,一直都是人类的梦想 。中国发明的风筝,诞生于两千多年前 , 就是人类最早的飞行器 , 也是世界上之一种重于空气的飞行器 。所以 , 下次再去放风筝时,同学们可别忘了,你们手上的风筝可不仅仅是民间工艺品和玩具 , 它曾对科学技术的发展也起到特殊的作用 。
受力分析破解“小技巧”
同学们都知道,地球上有质量的物体都受到重力作用,宏观表现为生活中各种物体在无支持力作用下都会自由落体运动 。风筝也不例外 。
那么 , 比空气重的风筝,为什么能飞上天呢?
结合生活中的经验,风筝想飞上天 , 要有两个必要条件:一是要在有风的天气下;二是风筝得有提线的牵引,“断线的风筝”必定很快会掉下来 。
那么,风筝起飞一定需要风吗?回答这个问题之前,我们先设想两个情景:
之一个情景,风筝在月球上能不能起飞?我们知道,风筝起飞要受到一个竖直向上的力,这个向上的力不会是由向下绳子的拉力产生,而是空气作用产生的力 , 月球上没有空气,所以月球上风筝起飞无法起飞 。
第二个情景,风筝在无风情况下能不能起飞?先思考一下,上面提到的空气的力是什么 , 中学科学课本中提到,空气在不同的流速下会有不同的压强,当压强高的区域向气压低的区域移动时候 , 就形成了风 。在无风情况下,空气中各个区域的流速是一致的,也就是空气密度分布均匀,此时风筝在飞行过程中无论哪个朝向,空气流速相对风筝各部分也都是相等的,不能形成压强差,也就无法给风筝一个力 。所以,风筝起飞需要风 。
通过以上两个场景的分析,我们了解到,放风筝需要借助风的力量 。
同时,同学们还应该知道,大多数情况下,我们在地面上遇到的不是强对流风,而是地面风,地面风流动方向基本平行于地面 。当风筝横断地面风时,风筝迎风的一面阻塞空气分子 , 改变了空气分子动量,产生一个垂直风筝面的力,若此时风筝倾斜,这个力分解为两个方向的分力,一个是与地面风流方向一致的水平分力 , 另一个力是竖直向上的分力,这个力即为风筝飞升的升力,也就是我们所说的扬力 。
从大气压强角度来解释,风筝在空中受风作用 , 风筝下层的空气受风筝面的阻塞,空气的流速减缓,大气压强升高;风筝上层的空气流速相对较高,大气压强较低,使风筝上下面形成压强差 , 在扬力即是由这种压强差而产生的 。
了解了风筝的受力情况,我们就可以有针对性地放风筝了!
【如何放风筝技巧 如何放风筝技巧视频】在起飞阶段,风筝需要受到足够大风力的推动 , 才能从我们手中起飞,而在当风力不足以托起风筝时,我们还会通过助跑来增加风筝受到的扬力 。
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