Wie weit es fliegen Bau und Test Paper Planes mit verschiedenen Drag

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Fliegen Sie Ihre Flugzeuge in einem großen Gebiet, weg von Fuß und Fahrzeugverkehr.

Nur ein Blatt Papier kann auf eine ganze Menge Spaß führen. Wie? Papierflieger! Alles, was Sie wissen müssen, ist, wie zu falten und Sie eine einfache Ebene in wenigen Minuten haben können! Aber was Design sollen Sie das beste Flugzeug verwenden zu bauen? In diesem Aerodynamik wissenschaftlichen Projekt, werden Sie den prinzipiellen Aufbau einer Papierebene ändern und sehen, wie dieser seinen Flug auswirkt. Insbesondere erhöht sich, wie viel ziehen die Ebene Erfahrungen und sehen, ob dies ändert sich, wie weit das Papier Flugzeug fliegt. Es gibt eine Menge cooler Wissenschaft in diesem Projekt, wie, wie die verschiedenen Kräfte erlauben ein Flugzeug zu fliegen, so machen Sie sich bereit Falten zu beginnen!

Bestimmen Sie, ob der Abstand ein Papierflugzeug fliegt beeinflusst wird durch die Erhöhung, wie viel ziehen es erfährt.

Einführung

Papierflugzeuge sind Spaß und einfach zu machen. Falten Sie einfach ein Stück Papier in ein einfaches Flugzeug und senden Sie es mit einem leichten Schlag des Handgelenks in den Himmel schweben. Beobachten sie schweben und gleiten in der Luft gibt Ihnen ein sehr befriedigendes und glückliches Gefühl.

Aber was kann das Papierflugzeug durch die Luft gleiten? Und warum ein Papierflugzeug landet schließlich? Um das herauszufinden, werden wir über die Wissenschaft hinter fliegt einen Papierflieger und die verschiedenen Kräfte, die ein Papierflugzeug bekommen zu fliegen und landen sprechen. Dieselben Kräfte gelten für echte Flugzeuge auch. Eine Kraft ist etwas, das drückt oder zieht auf etwas anderes. Wenn Sie ein Papierflugzeug in der Luft werfen, geben Sie das Flugzeug einen Stoß, um vorwärts zu bewegen. Das Push ist eine Art von Kraft genannt Schub. Während das Flugzeug nach vorne fliegt, Luft bewegt sich über und unter den Flügeln und wird eine Kraft genannt Aufzug zur Ebene bereitstellt. Wenn die Papierebene genügend Schub und die Flügel sind richtig ausgelegt hat, muss das Flugzeug einen schönen langen Flug.

Aber es ist mehr als Mangel an Schub und schlechten Flügel-Design, das ein Papierflugzeug wird auf der Erde zu kommen. Als ein Papierflugzeug durch die Luft bewegt, drückt die Luft gegen die Ebene, zu verlangsamen. Diese Kraft wird per Drag genannt. Zu denken, ziehen, stellen Sie sich in einem fahrenden Auto und Sie legen Sie Ihre Hand außerhalb des Fensters. Die Kraft der Luft drückt die Hand zurück, wie Sie vorwärts ist ziehen. Schließlich wirkt sich das Gewicht der Papierebene seinen Flug und bringt es auf eine Landung. Gewicht ist die Kraft der Erdanziehung wirkt auf der Papierebene. Abbildung 1 zeigt, wie alle vier dieser Kräfte, Schub, Auftrieb, Widerstand, und das Gewicht, wirken auf eine Papierebene.

Naja, was denkst du? Würden Sie mit diesen Kräften zu experimentieren beginnen? In diesem Aerodynamik wissenschaftliches Projekt, werden Sie eine Basispapierebene machen und dann seine Form leicht verändern, wie viel Widerstand zu erhöhen auf sie wirkt. Sie wird untersuchen, wie weit die grundlegenden Papierebene Fliegen und vergleichen Sie das mit, wie weit fliegt, wenn der Widerstand erhöht wird. Wie wird das Hinzufügen ziehen Ihr Flugzeug den Flug beeinflussen? Sie können mit nur einem leichten Schlag des Handgelenks diese Frage beantworten.

Begriffe und Konzepte

Was ist Drag und wie funktioniert es FLUG beeinflussen?
Wie denken Sie, Sie könnte sich ändern, wie viel ziehen ein Papierflugzeug hat?
Was bietet Schub zu einem echten Flugzeug?

Literaturverzeichnis

Das folgende Papierebene Muster wird in diesem Wissenschaftsprojekt verwendet.

Die folgende Ressource kann verwendet werden Zoll und die Füße in metrische Einheiten umgewandelt (d.h. Zentimetern und m):

Materialien und Geräte

Papier (3 Blätter)
Lineal
Abdeckband (1 roll). Alternativ, wenn Sie dieses Projekt außerhalb testen, können Sie Stöcke oder Steine verwenden.
Maßband
Schere
Lab Notebook
Optional: Computer, auf dem Windkanal-Simulationssoftware (siehe Ende des Verfahrens für weitere Details) laufen. Siehe diese Seite für die Systemanforderungen der Software: autodesk.com/store/flow-design/system-requirements.

Versuchsdurchführung

Fliegen die Flugzeuge

Tabelle 1. In Ihrem Labor Notebook, erstellen Sie eine Datentabelle wie dieser. Für jeden Flug, aufzuschreiben, wie weit die Papierebene bewegt (in Zentimeter [cm] oder Meter [m]).

Verwendung Ebene 1 mit zugesetztem drag, wiederholen Sie die Schritte 8-10.
1. Notieren Sie die Abstände das Flugzeug fliegt in der Datentabelle in der Zeile Titel „Ebene 1 mit zugesetztem Ziehen.“
2. In Ihrem Labor Notebook Protokollieren Beobachtungen darüber, wie erscheint diese Ebene im Vergleich zu fliegen, wie Ebene 1 flog, bevor Sie ziehen hinzugefügt.
Wiederholen Sie die Schritte 8-12 eine der anderen zwei Ebenen verwenden Sie (in Schritt 2) hergestellt.
1. Notieren Sie die Abstände der Ebene in der Reihe fliegt dem Titel „Plane 2“ und dann „Ebene 2 mit zugesetztem Ziehen“, wenn Sie 14 Schritt wiederholen.
2. In Ihrem Labor Notebook Protokollieren Beobachtungen, die Sie machen.
Wiederholen Sie die Schritte 8-12 die letzte der drei Ebenen verwenden Sie (in Schritt 2). (Diese Ebene sollte vorher nicht geflogen wurden.)
1. Notieren Sie die Abstände der Ebene in der Reihe fliegt dem Titel „Plane 3“ und dann „Ebene 3 mit Mehr Ziehen“, wenn Sie 14 Schritt wiederholen.
2. In Ihrem Labor Notebook Protokollieren Beobachtungen, die Sie machen.

Analysieren der Daten

Mit Hilfe der Daten, die Sie in der Datentabelle in Ihrem Labor Notebook gesammelt, berechnen die durchschnittliche Entfernung, die jeder Ebene gereist, mit und ohne Zusatz ziehen. Nehmen Sie Ihre Ergebnisse in der Spalte mit der Bezeichnung „Average“ in der Datentabelle.
1. Wenn zum Beispiel Ebene 1 gereist 4,60, 4,14, 5,00, 5,33 und 3,86 Meter auf Flug 1, 2, 3, 4 und 5, die jeweils auf Figur ihre durchschnittliche Entfernung würde man zuerst diese fünf Strecken zusammen addieren (die gibt Sie 22,93 m) und dann teilen diese Zahl durch fünf, die Ihnen mit einem mittleren Abstand von 4,59 Metern gibt.
Verwenden Sie die Daten aus der Datentabelle ein Balkendiagramm zu erstellen.
1. Sie können Ihre Daten von Hand zeichnen oder Sie können Ihre Daten plotten online zu einem Diagramm erstellen.
2. Beschriften Sie die x-Achse (horizontale Achse) „Paper Plane“ und beschriften Sie die y-Achse (vertikale Achse) „Average Flight Entfernung.“ Sie werden sechs Bars, eine für jede der Ebenen ohne Zusatz ziehen und einen für jedes der Flugzeuge mit zusätzlichem Widerstand. Machen Sie jeden bar auf den durchschnittlichen Abstand nach oben, dass Flugzeug gereist.
Was ist Ihr Diagramm Ihnen sagen? Wie hat das Hinzufügen ziehen, um Ihre Papierflugzeuge beeinflussen, wie weit sie flogen?
1. Können Sie Ihre Ergebnisse in Bezug auf die erklären, wie Kräfte ein Flugzeug fliegen lassen? Hinweis: Re-lesen Sie die Einführung in der Registerkarte Hintergrund.

Optional: Verwenden Sie einen Windkanal Simulator

Es war ziemlich einfach, schnell und kostengünstig für Sie mit zusätzlichen ziehen verschiedene Versionen eines Basispapierflieger zu testen. Aber was Ingenieure, die entwerfen müssen und reale Flugzeuge zu testen, die Millionen von Dollar kosten? Es wäre viel zu teuer sein, jede andere Version der Ebene zu bauen und zu testen. Ingenieure nutzen Windkanäle zu testen kleinere Modelle von Flugzeugen, die viel schneller und billiger ist. Um eine noch schnellere Tests zu ermöglichen, können sie Computersimulationen unterschiedlicher Ebene Designs verwenden, dann haben sie nicht ein physikalisches Modell überhaupt zu bauen, und kann auf einem Computer alle Tests durchführen.

In diesem Projekt können Sie einfache, kostenlose Windkanal-Simulationssoftware namens Flow-Design verwenden, um verschiedene Versionen Ihres Papierflugzeug zu vergleichen. Flow Design simuliert die Luftströmung um ein dreidimensionales Objekt (dargestellt durch die farbigen Linien in Figur 3 unten), und berechnet die Widerstandskraft auf dem Objekt. Flow Design werden Ihnen helfen, zu visualisieren, wie die Luftströmung ändert rund um die Ebene, und wie die Widerstandskraft erhöht, wenn Sie hinzufügen, Klappen zur Ebene, wie in Schritt 11 beschrieben, vor.

Wie weit es fliegen Build & amp; Test Paper Planes mit verschiedenen Drag

Verwendung von Flow-Design zu analysieren verschiedene Papierflugzeuge, folgen, um loszulegen diese Schritte:

Wenn Sie wirklich kreativ sein mögen, und Design und testen Sie Ihre eigenen Papier Flugzeugmodelle, können Sie mit Hilfe von Computer-Aided Design (CAD) Software jede Art von Papier Flugzeug entwerfen, die Sie oben träumen können, und testen Sie es dann im Flow-Design. Wenn Sie versuchen, Ihr eigenes Papier Flugzeuge in CAD Konstruktion, beziehen sich auf die Science Buddies abgekürzt Projektidee Entwurf und 3D-Drucken Sie Ihre eigenen Roboter! Um Ihnen den Einstieg.

Variationen

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