氣球火箭 15/9/2017

準備器材:長形氣球、棉線或細繩、吸管、夾子、椅子

1.將細繩穿過吸管,把繩子固定在椅子上。

2.將長形氣球充滿氣,吹口的地方用夾子夾住,確定裡面的空氣不會外漏。再用膠帶將吸管黏在長形氣球上。

★注意:長形氣球充氣時會稍微彎曲,可以在充氣後,整理一下形狀,會比較好前進。

3.鬆開夾子,氣球會沿著繩子往前移動。

氣球吹滿氣後,把夾子鬆開,裡頭的空氣從尾部噴射出來,噴射的力量會將氣球向前推進。而長形氣球因為阻力小,噴射速度比圓形氣球快。

四軸飛行器飛行的原理 14/9/2017

四軸飛行器與直升機最大的不同處在於,直升機透過主旋翼的傾斜與葉片攻角來實現不同的運動,並且靠尾旋翼來抵銷主旋翼產生的反作用力,這種設計使得直升機的機構較為複雜,同時當主旋翼無法工作時即無法飛行,產生升力,而四軸飛行器則透過四個旋翼來互相抵銷反作用力,並且透過不同的升力,來實現不同的運動,詳細會面會在說明,下面有一個影片,可以告訴你四軸飛行器的結構可以多簡單。

四軸飛行器飛行的原理:cw.png

飛行器的螺旋槳配置示意圖如下圖的左上角所示(本文默認使用 “x" 形配置,而非 “+" 形),兩兩對角的螺旋槳轉向剛好相反,透過這種配置,來互相抵銷旋轉上的力矩,在已經平衡的情況下,同時增加或減少四個旋翼的推力的話,可以做出上升與下降的動作,同時增加或減少相鄰的兩個旋翼的推力,可以做出前後左右運動的動作,若同時增加或減少對角旋翼的推力時,則可以做出順逆時針旋轉的動作,而任何的飛行運動都可以由上升、下降、前後左右、順逆時針旋轉的運動所組成。

竹蜻蜓 13/9/2017

竹蜻蜓是中國古老的玩具,其外形呈T字形,橫的一片像螺旋槳,當中有一個小孔,其中插一根筆直的竹棍子,用兩手搓轉這一根竹棍子,竹蜻蜓便會旋轉飛上天,當升力減弱時才落到地面。在製作和玩耍竹蜻蜒的過程中,可以領略中國古老兒童玩具的趣味和科學技術的奧妙。

從對大自然中蜻蜓飛翔的觀察中受到啟示,公元前500中國人製成了會飛的竹蜻蜓,兩千多年來一直是中國孩子手中的玩具。在18世紀傳到歐洲,啟發了人們的思路,被譽為「航空之父」的英國人喬治·凱利一輩子都對竹蜻蜓著迷。他的第一項航空研究就是在1796年仿製和改造了「竹蜻蜓」,並由此悟出螺旋槳的一些工作原理。他的研究推動了飛機研製的進程。並為西方的設計師帶來了研製直升機的靈感。

基本飛機和合乎流體力學飛機的製作。

製作飛得遠 / 飛得久的紙飛機

首先,飛機這麼大一架,又載著這麼多旅客跟貨物,要怎麼在空中飛行呢?

沒錯,這就是門外漢對飛機最好奇的重點了。能讓一架重達好幾千磅的機器順利升空,就算稱不上奇蹟,至少也是一項了不起的成就。其實飛機起飛的原理相當基本,也很容易示範操作。下次在高速公路上開著豐田汽車的時候,將你的手臂伸出窗外,與車身垂直、與地面平行,再稍微將手臂向上彎曲,逆風前進,接下來會發生什麼事呢?你已經打造了一對機翼,而你的手臂就在「飛行」了。只要將手臂一直彎在適當的角度,並維持夠快的車速,你就會持續飛行。因為氣流將你往上托,你才能飛得起來,飛機也是這麼一回事。當然,你的車子並沒有真的飛向天際,不過還是請想像一下你有一雙超大的手,汽車也有足夠的馬力能開得非常快。飛行時有四個作用力,若要成功飛翔,作用力之間必須達到正確的差值:推力大於阻力、升力大於重力,或是像奧維爾.萊特所說的:「飛機之所以持續飛行,是因為它沒空往下墜。」

在飛行基礎課程也有介紹所謂的白努利原理,這個原理以丹尼爾.白努利命名。他是一位十八世紀的瑞士數學家,而且從來沒見過飛機。這個原理表示,液體被迫流經狹窄的通道或是彎曲的表面時,流速會增加,壓力會同時降低。在飛機的情境之下,原理中的流體就是空氣,因為機翼上方為弧形(因此氣體壓力較小),所以流經機翼上方的速度較快,因此產生了向上的升力,也可以說機翼浮在一個高壓的緩衝墊上。

資料來源 : http://pansci.asia/archives/86419

什麼是 STEM

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(1) 更新科學、科技及數學教育學習領域的課程;

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(3) 提供學與教資源;

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(5) 強化與社區夥伴的協作;及

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