國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

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翻滾紙翼三部曲

翻滾紙翼再進化,更簡易好玩!

器材:報紙、紙板(或瓦楞板)
操作步驟與現象:

本網站曾經介紹過「翻滾吧!紙翼」以及「翻滾紙翼二部曲」,前者利用報紙製作,飛行距離有限;後者使用保麗龍薄片,可以飛得很遠,但是製作較為費時。本實驗以報紙製作,製作過程更為簡易,而且飛行的操控性、穩定性相當好!製作過程如下:

1.選取一張報紙,剪裁寬2.5公分,長15.5公分,如圖一,橫向(黃色箭頭)與直向(綠色箭頭)分別剪一段。

2.將剪好的直向、橫向報紙放在桌緣,如圖二,一起推出桌緣,結果橫向(黃色箭頭)的報紙保持水平,而直向(綠色箭頭)的報紙垂下去了。本實驗要選用保持水平的橫向報紙。

3.摺紙方法如圖三:(1)左右先對摺,注意不要太用力摺,有摺痕即可;(2)張開報紙,上下再對摺,同樣不要太用力;(3)張開報紙,調整為略呈V字形。

 

完成後,將紙翼拿高,再輕輕的往前推一下,如圖四,紙翼就會一邊滑落一邊翻滾。當紙翼開始翻滾之後,紙板(或瓦楞板)就要馬上靠上去,如圖五,請注意紙板要略為垂直,但是不能完全垂直。如果推動紙翼前進並翻滾無法成功,原因包括沒有控制好紙板的傾斜面、前進速度不佳以及沒有保持好紙翼與紙板的相對位置。建議依照以下順序練習:

1.先不要拿紙板,練習將紙翼舉高後輕輕推出去,觀察紙翼會不會「一邊掉落一邊翻滾」。如果紙翼沒有翻滾的現象,經常是因為沒有往前輕推一下,或是推的太用力。

2.確定紙翼會翻滾之後,再拿紙板靠上去,紙翼如果沒有開始翻滾,紙板就不要靠上去,重新再試一次。

3.紙板靠上去之後,讓紙翼「一直保持在紙板上方」,如圖五,亦即相對位置要保持一致,紙翼上升,紙板要跟著往上;紙翼下降,紙板就要跟著下來,以便保持相對位置。

4.練習操控紙翼的高低:紙翼如果飛太低,將紙板更靠近紙翼,讓上升氣流更接近紙翼,使紙翼上升。反之,紙翼飛太高則將紙板稍微遠離紙翼。

5.控制轉彎:將紙板的左邊更靠近紙翼,紙翼就會被左邊的空氣擠壓而偏向右邊。反之紙板的右邊更靠近紙翼,紙翼會偏向左邊,就可以控制轉彎。

 

 觀看實驗影片(34.2M)

原理:

由於紙板往前推動,空器沿著紙板的傾斜面往上流動,產生了「上升氣流」,質量很小的紙翼就可以乘著上升氣流滯留在空中。

剪裁報紙時要注意橫向或直向,是因為報紙紙張的細長纖維(植物纖維)有一定的方向,如果纖維的方向和長度一致,則比較不容易彎曲,可以使紙翼在運動過程中不易變形,保持結構的穩定性。

叮嚀的話:

1.無論是哪一代的翻滾紙翼,共同的缺點是:不能在室外玩,在室內則不能開電風扇,甚至不能開冷氣或窗戶。

2.在教學上,可以指導學生實驗與討論以下問題:(1)用影印紙製作的翻滾紙翼,飛行效果會更好嗎?(2)改變紙翼的尺寸大小,飛行效果有何差別?(3)取不同的報紙裁剪橫向、直向,實驗每張報紙的纖維方向是否都一樣?(4)影印紙的纖維是否也有橫向、直向的差別呢?

參考資料:

1.許良榮(2016)。翻滾紙翼。玩出創意3:77個奇趣科學玩具,第134頁。五南圖書公司。

2.許良榮(2016)。翻滾紙翼二部曲。玩出創意3:77個奇趣科學玩具,第137頁。五南圖書公司。

3.YouTube影片:https://www.youtube.com/watch?v=al9ERt1PiFY