空飛ぶ輪っか飛行機

今回は揚力を観察できる不思議な跳び方をする紙飛行機を作ってみました。

 

動画

youtu.be

 

【参考記事】

https://kitteotte.com/mission/5783/

https://kitteotte.com/story/5906/

 

・準備物

折り紙(本体用。和紙や金紙のような少し重くて硬めの方がオススメ) 1枚、折り紙(羽根用) 1枚、はさみ、テープ、定規、鉛筆

 

・操作手順

  1. 外側にしたい方を下にして、折り紙(本体用)を半分に折り、その折り目に三角形の頂点が合うように内側に折る。
  2. 更にその三角形を半分に折りつつ、初めの折り目に辺を重ねるように4回折りこむ。(※動画内では3回だが、4回折ると飛行時の安定性が増す)
  3. 内側を包むようにリングにし、折った端を隙間に差し込みつつ輪にしてテープで固定する。
  4. 折り紙(羽根用)を、縦1.5㎝、横15㎝に切り取り、中央の7.5㎝の部分に鉛筆で印をつける。
  5. 印を飛行機本体のリング頂点中央に合わせて羽を取り付ける。(※飛行機本体は尻尾が下、上はテープで固定した部分)
  6. リングを綺麗に整えて円にしつつ、尻尾部分を親指と人差し指でつまんで、振り下ろすように投げる。

・留意点

  • 飛ばし方は、紙飛行機を飛ばすような飛ばし方でも可能である。しかし、円が潰れて綺麗に飛ばなくなってしまうので推奨はしない。
  • 保管時は、円を下にして筒のように立たせておくと円が潰れず保管できる。
  • 飛ばすときは円を整えてから、周りに注意して飛ばす。

マグヌス効果の時のように、揚力が関係している。空気が飛行機内部を通過すると、空気の流れが飛行機本体に沿って曲げられ、その反作用である揚力によって浮き上がるような飛び方をする。しかし、飛行機はだんだん減速し、揚力<重力となるので、紙飛行機は落下する。けれども紙飛行機は落下で加速し空気の流れは増加するので、揚力が再び強まり浮き上がる。このサイクルが繰り返されることで、ホバリングするような不思議な跳び方をする。ただ、空気の流れの曲げられ方が少し不自然なので、このような飛行機が作成できれば説明と矛盾しないかも…

【この図は、動画内よりも本体が下に傾いているようになっている。これならば、反作用で揚力が発生していると説得力が増すと考えた。基本、動画内の飛行機もこれと同じ原理だと考えられる。】

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都留文科大学理科教育の一環

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