國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

科學遊戲實驗室   回首頁   

紙蜻蜓

操作步驟與現象:

紙蜻蜓的特色是自由落下時會快速旋轉,能引起小朋友相當高的興趣。有數種紙蜻蜓的設計,如圖一、圖二、(三)、(四)、(五)。

圖一的設計是版主所知旋轉效果最好的一種。在教學上,如果在低年級可結合「玩玩具」單元,讓小朋友自己玩。而在中高年級,可以進一步讓學生討論尾翼的角度、長短、箭頭大小、中間箭身長短等等,是否影響紙蜻蜓的旋轉?甚至可以利用碼錶測量落地時間有何變化?

圖一

點此看製作過程影片(11.9M)

圖二

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選此看紙蜻蜓的影片(1.59M)

原理

空氣阻力給予紙片的作用力為紅色箭頭(垂直於紙片翅膀)。此作用力的分力為藍色、綠色箭頭。藍色箭頭的分力為垂直朝上,使紙蜻蜓下降變慢。而綠色箭頭的分力,翅膀左右兩邊的方向為相對(相反),使得紙蜻蜓旋轉(以綠色點為旋轉中心)

註:如果翅膀為T形,則紅色箭頭的作用力與藍色箭頭重疊,就沒有綠色箭頭的分力了,因此無法旋轉。同理可推翅膀為45度時,綠色箭頭的分力最大,旋轉會最快。