制作一架自己的滑翔機(jī)

侯易飛

喜歡踢足球的同學(xué)都知道，貝克漢姆有一招著名的“圓月彎刀”任意球技術(shù)，幫助球隊(duì)贏得過(guò)多次勝利。這種由任意球技術(shù)踢出的“香蕉球”是足球場(chǎng)上取得勝利的一項(xiàng)重要“進(jìn)攻武器”。

那怎么樣才能踢出好的“香蕉球”？能不能通過(guò)科學(xué)方法來(lái)分析“香蕉球”的運(yùn)動(dòng)軌跡？其實(shí)，早在1852年德國(guó)物理學(xué)家海因里希·馬格努斯就描述了這種現(xiàn)象。人們把這種旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)角速度與物體飛行方向不重合時(shí)，物體飛行軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱(chēng)作“馬格努斯效應(yīng)”。

“馬格努斯效應(yīng)”不僅僅體現(xiàn)在“香蕉球”上，還可以用于飛行器的設(shè)計(jì)。在生活中，你肯定見(jiàn)過(guò)固定翼的滑翔機(jī)，見(jiàn)過(guò)固定翼的飛機(jī)，今天我們要介紹的是一種沒(méi)有翅膀的滑翔機(jī)——馬格努斯滑翔機(jī)。

實(shí)驗(yàn)材料：

紙杯兩個(gè)、窄透明膠帶、皮筋若干

下面，讓我們一起來(lái)制作一架馬格努斯滑翔機(jī)吧。

取出透明膠帶，裁出紙杯底部圓周的長(zhǎng)度。

將兩個(gè)紙杯對(duì)疊在一起，用透明膠帶纏繞在一起。纏繞過(guò)程要小心，不要把膠帶打彎，保持膠帶整齊。

取出橡皮筋，將橡皮筋一個(gè)接一個(gè)交叉套接在一起。

釋放飛行器：將套接好的橡皮筋纏繞在連接在一起的杯子中間，多纏繞幾圈，用一只手拽著橡皮筋一端，另一只手通過(guò)另一端釋放橡皮筋，觀察紙杯飛行的軌跡。

想一想：這是為什么呢？

“馬格努斯效應(yīng)”是流體力學(xué)中的一種常見(jiàn)物理現(xiàn)象。利用這個(gè)效應(yīng)產(chǎn)生的飛行效果，其實(shí)與“伯努利”原理很有關(guān)系。仔細(xì)觀察圖1、圖2，當(dāng)圓柱體旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)時(shí)上表面的流體流速相對(duì)于下表面升高，產(chǎn)生壓力差，則會(huì)產(chǎn)生升力，會(huì)使旋轉(zhuǎn)物體發(fā)生旋轉(zhuǎn)。