سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
در بال هواپیما، شکل نامتقارن بالا و پایین بال هواپیما باعث اختلاف سرعت در بالا و پایین بال می شد. اما در حرکت توپ، این عدم تقارن در شکل توپ ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

بومرنگ - جلسه نهم

اهداف:

توجیه رفتار بومرنگ با استفاده از اطلاعات جلسه قبل ( قانون برنولی)

 

وسایل مورد نیاز:

عکس های گرفته شده در طول پروژه

نمودارهای کشیده شده در طول پروژه

 

9-1 بحث اول

در جلسه ی گذشته قانون برنولی و نیروی برآ در نتیجه ی آن توضیح داده شد. در ابتدای این جلسه به جواب دو سؤالی که در انتهای جلسه گذشته به عنوان تکلیف مطرح شد می پردازیم.

 

سؤال اول: بررسی حرکت کات دارتوپ

در بال هواپیما، شکل نامتقارن بالا و پایین بال هواپیما باعث اختلاف سرعت در بالا و پایین بال می شد. اما در حرکت توپ، این عدم تقارن در شکل توپ وجود ندارد. حال باید دید که آیا همین نیروی برآ باعث حرکت پیچشی (کات) توپ می شود؟ با توجه به مثال چرخ که در جلسه ی قبل مطرح شد، به حرکت توپ کات دار دقت کنید.

 

مثل چرخ، سرعت حرکت توپ نسبت به ناظر ساکن در یک سمت بیشتر از سرعت حرکت توپ در سمت دیگر است. اگر هوا را به عنوان ناظری ساکن در نظر بگیریم، سرعت نسبی هوا در یک سمت توپ بیشتر از سرعت نسبی هوا در سمت دیگر توپ خواهد شد و طبق قانون برنولی، نیروی برآ توپ را به یک سمت متمایل می کند. حال چرخش توپ در هر جهتی باشد، جهت نیروی برآ با توجه به آن تغییر خواهد کرد و توپ در جهت دلخواه کات خواهد گرفت.

 

سؤال دوم: حرکت هلی کوپتر

سطح مقطع پره های اصلی هلی کوپتر که در بالای آن قرار دارند، همانند سطح مقطع بال هواپیماست. اما فرق کار آن با بال هواپیما در این است که حرکت آن نسبت به هوا توسط چرخشی که موتور هلی کوپتر ایجاد می کند به وجود می آید.

سطح مقطع حمله پره های هلی کوپتر در جهتی است که وقتی پره ها می چرخند، لبه ی حمله به پیش می رود. در نتیجه مثل بال هواپیما، فشار هوا در بالای پره ها کمتر از فشار هوا در پایین پره ها خواهد بود و هلی کوپتر از زمین بلند خواهد شد. اما در صورت حرکت رو به جلوی هلی کوپتر مشکلی پیش می آید.

 

مشکل بسیار ساده است در صورت جلو رفتن هلی کوپتر، یک طرف پره ها هم جهت با حرکت هلی کوپتر می چرخند و یک طرف پره ها در خلاف جهت. (همان مسئله ای که در چرخ دوچرخه روی می دهد.) در نتیجه نیروی برآ در یک طرف پره های بالای هلی کوپتر شروع به چرخیدن خواهد کرد و این نیروی برآ به صورت جانبی هلی کوپتر را منحرف خواهد کرد. وظیفه ی پره های کوچک عقب هلی کوپتر، ایجاد نیروی برآیی است که از چرخیدن اضافی هلی کوپتر جلوگیری کند. حال با توجه به مطالب و مثال هایی که ذکر شد، به بررسی حرکت بومرنگ می پردازیم.

 

9-2 بحث دوم

به شکل بومرنگ دقت کنید:

 

بومرنگ - جلسه نهم

V1+V2 = سرعت پره A از دید ناظر ساکن (هوا)

V2-V1= سرعت پره B از دید ناظر ساکن (هوا)

بومرنگ - جلسه نهم
بومرنگ - جلسه نهم

 

شکل های صفحه قبل را چاپ کرده و بر روی تخته بچسبانید با کمی دقت و تأمل احتمالاً خود می توانید دلیل حرکت بومرنگ را به درستی حدس بزنید. بار دیگر به نحوه پرتاب بومرنگ دقت می کنیم . ما با دستمان دو سرعت به آن وارد می کنیم. با استفاده از ماهیچه بازویمان یک سرعت پیش رونده و با استفاده از مچ دستمان سرعتی زاویه ای به آن می دهیم این کار ما باعث می شود برآیند سرعت ها در یک بازوی بومرنگ بیشتر از دیگری شود.( در یک بازو جمع سرعت ها، در دیگری تفاضل سرعت ها). بنابراین چون سرعت بازوها متفاوت خواهد بود نیروی برآی ایجاد شده در دو بازو متفاوت می شود. این اختلاف منجر به چرخش صفحه بومرنگ می شود( صفحه ای که هر دو بازوی بومرنگ درآن در حال چرخش هستند)

 

در واقع ما بومرنگ را تقریباً قایم پرتاب می کنیم اما براثر اختلاف نیرو بومرنگ به تدریج افقی شده و به دست ما برمی گردد.

 

بومرنگ - جلسه نهم
بومرنگ - جلسه نهم

لازم به ذکر است از چزخش صفحه بومرنگ از قائم به افق است که منجر می شود بومرنگ مسیری دایره وار را طی کرده و به سمت ما بازگردد.

 

بومرنگ - جلسه نهم

در پایان یک بار دیگر از دانش آموزان بخواهید دلایل وجود پره های کوچک پشت هلی کوپتر و دلیل حرکت بومرنگ را شرح دهند.

تکلیف: تصاویر را چاپ کرده و روی تخته بچسبانید و با توجه به شکل از دانش آموزان بخواهید فکر کنند که برای حرکت بهتر بومرنگ به چه مواردی می توان اشاره کرد؟ پاسخ ها را برای ما ارسال نمایید.

 

مطالب مرتبط:

بومرنگ - جلسه اول

بومرنگ - جلسه دوم

بومرنگ - جلسه سوم

بومرنگ - جلسه چهارم

بومرنگ - جلسه پنجم

بومرنگ - جلسه ششم

بومرنگ - جلسه هفتم

بومرنگ - جلسه هشتم

بومرنگ - جلسه دهم

بومرنگ - جلسه یازدهم

بومرنگ - جلسه دوازدهم

 

بخش پروژه های دانش آموزی تبیان

تهیه: اشکان بلوچی - تنظیم: فاطمه گودرزی

 

 

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین