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実験クラブは、いろいろと、身の回りのことにTRYすることをしてゆきます。

実験D.BHEADLINE

テーマ『紙飛行機を長く飛ばすには?』

 

目的:
  紙飛行機をどうすれば長く飛ばせるかを思考し実験から求める。プロペラなどは使わない。


注意:
・室内の広い場所で、飛行を観察


概要:
 自由に紙飛行機を作って飛ばしてみる。
 A4コピー用紙を息で舞い上がらせてみる。
 スプーンを使って、揚力を感じる
 発泡スチロールの翼で揚力を観察
 割りばしを胴体にした紙飛行機で翼の形での飛び方の違いを観察
 今までの学習から得た知識から、再度、紙飛行機を作って飛ばしてみる。




準備:
 揚力用発泡スチロール翼を作成しておく。

備品:
① A4コピー用紙:一人3枚(紙飛行機作成用と揚力体験兼用、)
② 割りばし紙飛行機:3種類(主翼のみ、水平尾翼付き、垂直尾翼つきの完成形)
③ 揚力用発泡スチロール翼:3 
④ グライダーの写真:1
⑤ 発泡スチロール板(重り付き):各グループ 1枚 1枚18グラム 粘土の重り10g 1個
⑥ スプーン:各グループ1
⑦ 紙飛行機の折り方:一人2種類
⑧ 割りばし飛行機の作り方:ほしい人分コピー



進め方:
1. まず、A4コピー用紙で好きに紙飛行機を折って、飛ばしてみましょう。
2. 遠くに飛びましたか、または、長く飛びましたか?よく飛んだ人の飛行機は、なにが違うのか話してみましょう。また、最後に、今日の実験で得た知識を利用して紙飛行機を折ります。
3. さて、ここに発泡スチロールの板18gがあります。これを単純に飛ばすことができるでしょうか。投げてみましょう。うまくいきませんね。




4. では、粘土10gがあります。どこに粘土をつけると、うまく飛ぶでしょうか?翼には、中心線の先端から1cmごとに点をつけています。これを目印にどこに粘土を貼り付けるか、各グループで試してください。
5. 少し、重りを先端(星印当たり)につけます。これだけで、きれいに飛ぶので、試してみましょう。(どの翼も、先端から1cmあたりが良さそう)





6. ここでわかるのは、羽や全体の重心を調整すると、うまく飛ぶようです。つまり、「重心」がポイントです。
7. さて、ここにグライダーの写真があります。プロペラなどありません。どうして長く空を飛べるのでしょうか?
8. 翼を見てみると、曲線になっています。この曲線がどのような効果があるか、スプーンで見てみましょう。スプーンを横から見ると、裏側が曲線になっています。ここに風の代わりに流れ落ちる水道水を当ててみましょう。どうなるでしょうか?
9. 裏側に流れ落ちる水道水を当てると、引き込まれるように感じられます。これは流れの違いにより発生する「揚力」といえます。




10. より翼の形を模型で発泡スチロールの翼を作りました。形は、立方体、流線型2種。これに口で風を当ててみます。するとどうなるでしょうか?







11. 曲線の翼は、風を当てると浮き上がります。これは、翼の上を通る空気の流れが下より早く、空気が少ないので上に引き上げられるのです。これを揚力といいます。
12. さて、ここに割りばしを胴体にし、紙の翼のグライダーを作ってきました。一つは、大きな主翼のみ。次に水平尾翼を付けた。そして垂直尾翼をつけてもの。
以下は完全体で、ここから主翼のみや水平尾翼有無、垂直尾翼有無を用意する。
作成手引きは、ここーー>kamihikouki.pdf へのリンク








13. まず、主翼のみではどうなるでしょうか? うまく飛びませんね。


14. 次に、水平尾翼を追加したものはどうでしょうか? 先ほどよりもうまく飛びます?


15. 最後に、垂直尾翼もつけたものです。完成形です。どうでしょうか?


16. 水平尾翼は、より安定させるのによいようです。そして、垂直尾翼でまっすぐ飛びやすくなり、安定していくようです。壊れやすいので、大事に扱ってください。(人に当たらないように!)
17. さて、紙だけで飛行機を折りましょう。手順を別の紙に書きましたので、順にみんなで折ってゆきましょう。少々、難しいですよ。ついてきてください。
紙飛行機の折り方(参考出典)
①戸田拓夫 作 スカイキング
②How to fold the world record paper airplane|YouTube via Adafruit 

18. それでは、各グループ内で話し合い、協力して自分のグループのメンバー全部が、まっすぐ飛ぶようにしてください。
19. 次に右に曲がるように飛ぶようにしてください。どうしますか?
20. 次に左に曲がるように飛ぶようにしてください。どうしますか?
21. 翼の後ろの端を爪で少し反り上げるとどうなるでしょうか?
22. さて、長く飛ぶかグループ間で競争です。うまく投げることも大切です。
23. 今日は、紙飛行機をどうすれば長く飛ぶかを実験しました。本当の飛行機も翼の形や左右への旋回の考えは同じです。自分でもう少し、飛行機の構造を調べてみましょう。
















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