Δίχτυ-Αεροπλανάκι με δαχτυλίδια (Ring Glider)

Σας έχω ένα πολύ ωραίο πείραμα για το ΣΚ με αυτή την υπέροχη λιακάδα. Καλή διασκέδαση και καλές πτήσεις εύχομαι.

Ανεμόπτερο με Δαχτυλίδια (Ring Glider) – Ιδιαίτερη Πτήση λόγω Σχήματος

Ένα απλό, εντυπωσιακό και χαμηλού κόστους πείραμα που δείχνει πώς το σχήμα και το κέντρο βάρους επηρεάζουν την πτήση, μέσα από κατασκευή και δοκιμή.

Διδακτικοί στόχοι

Οι μαθητές:

κατανοούν βασικές έννοιες της αεροδυναμικής

διερευνούν τη σχέση σχήματος – σταθερότητας πτήσης

αναγνωρίζουν τις δυνάμεις που δρουν σε ένα ιπτάμενο σώμα

συνδέουν το πείραμα με εφαρμογές της καθημερινής ζωής (αεροπλάνα, drones)

Υλικά

1 καλαμάκι (ή λεπτό ξυλάκι/σουβλάκι χωρις μύτη)

1 φύλλο χαρτί Α4 (ή χαρτόνι λεπτό)

Σελοτέιπ / κολλητική ταινία

Ψαλίδι

χάρακας & μαρκαδόρος

Στόχος

Να φτιάξουμε ένα απλό “ανεμόπτερο” που:

πετάει ευθεία και σταθερά,

δεν “βουτάει” εύκολα,

δείχνει στην πράξη πώς η αεροδυναμική σταθερότητα εξαρτάται από σχήμα + κέντρο βάρους.

Βήματα της Κατασκευής

Κόψε 2 λωρίδες χαρτί:

1 μεγαλύτερη (για μεγάλο δαχτυλίδι)

1 μικρότερη (για μικρό δαχτυλίδι)

Κάνε τις λωρίδες κύκλο και κόλλησε τις άκρες → 2 “δαχτυλίδια”.

Κόλλησε το μεγάλο δαχτυλίδι στην μπροστινή πλευρά του καλαμιού.

Κόλλησε το μικρό δαχτυλίδι στην πίσω πλευρά του καλαμιού.

Έλεγξε να είναι όσο γίνεται κεντραρισμένα και να “κάθονται” ίσια.

Tip: Αν “στρίβει”, μετακίνησε λίγο το δαχτυλίδι ή βάλε ένα μικρό κομματάκι ταινία σαν “βάρος” στη μεριά που σηκώνεται.

Πώς το πετάμε

Κράτα το από το καλαμάκι πίσω από το μεγάλο δαχτυλίδι.

Πέτα το απαλά και ευθεία, σαν μικρό ακόντιο (όχι σαν φρίσμπι).

Δοκίμασε διαφορετικές “δυνάμεις” ρίψης: θα δεις αλλαγή σε απόσταση και ύψος.

Γιατί πετάει “περίεργα” και τόσο σταθερά;

Τα δαχτυλίδια λειτουργούν σαν φτερά: ο αέρας περνά γύρω τους και δημιουργείται άνωση.

Το μικρό δαχτυλίδι πίσω δουλεύει σαν ουρά/σταθεροποιητής (σαν τα πτερύγια σε βέλος).

Το σχήμα “δαχτυλίδι” μειώνει τις άκρες του φτερού → λιγότερο “στροβιλισμό” στις άκρες, άρα συχνά πιο ομαλή πτήση.

Αν το κέντρο βάρους είναι σωστά (λίγο πιο μπροστά), “αυτοδιορθώνεται” και δεν κάνει εύκολα τούμπες.

Τι δείχνει ως φυσική

Άντωση (Lift): δημιουργείται από τη ροή του αέρα γύρω από την επιφάνεια.

Οπισθέλκουσα (Drag): όσο πιο “άγαρμπο” ή στραβό, τόσο φρενάρει.

Σταθερότητα πτήσης: ο “πίσω σταθεροποιητής” βοηθά να κρατά πορεία.

Κέντρο μάζας vs κέντρο πίεσης: όταν είναι σε σωστή θέση, η πτήση γίνεται “ήρεμη”.

Εφαρμογές/σύνδεση με πραγματική τεχνολογία

Αεροπλάνα & drones: χρησιμοποιούν ουρές/σταθεροποιητές ακριβώς για αυτό: ευστάθεια.

Δακτυλιοειδή φτερά (annular/ring wings): υπάρχουν πειραματικές σχεδιάσεις που εκμεταλλεύονται το “κλειστό” φτερό για καλύτερο έλεγχο ροής.

Ducted fans (ανεμιστήρες σε “δαχτυλίδι” σε drones): ο δακτύλιος βοηθά στην ασφάλεια και στη ροή αέρα.

Ρίψεις τύπου βέλους/βλήματος: η ιδέα “μπροστά σώμα – πίσω σταθεροποιητής” είναι ίδια σε βέλη, βελάκια, ακόμα και σε ορισμένα βλήματα.

Μικρές δοκιμές για έξτρα fun

Αλλάζεις μέγεθος δαχτυλιδιών → τι αλλάζει στην απόσταση;

Βάζεις το μικρό μπροστά και το μεγάλο πίσω → γίνεται πιο ασταθές;

Προσθέτεις λίγο βάρος μπροστά (1 μικρό κομματάκι ταινία) → πετάει πιο ευθεία;

Προσοχή

Μην το πετάς προς πρόσωπα/μάτια και απόφυγε πολύ δυνατή ρίψη σε κλειστό χώρο. Για την αυλή του σχολείου είναι τέλειο. Εμείς καναμε ρίψη μέσα στην τάξη και επίσης ήταν τέλεια.

Το μυστικό της πτήσης – Οι δυνάμεις που δρουν

Το ring glider, όπως και ένα πραγματικό αεροσκάφος, επηρεάζεται από τέσσερις βασικές φυσικές δυνάμεις:

Βαρύτητα (Gravity):

Έλκει το ανεμόπτερο προς το έδαφος.

Άντωση:

Οι διαφορές πίεσης του αέρα πάνω και κάτω από τα δαχτυλίδια το κρατούν στον αέρα για περισσότερο χρόνο, επιτρέποντάς του να γλιστρά όπως τα φτερά ενός αεροπλάνου.

Ώση:

Κατά τη ρίψη, του δίνουμε αρχική ώθηση προς μία κατεύθυνση, παρόμοια με τη λειτουργία του κινητήρα ενός αεροσκάφους.

Αντίσταση του αέρα:

Ο αέρας που μετακινείται γύρω από το ανεμόπτερο δημιουργεί τριβή, αφαιρώντας ενέργεια και τελικά προκαλώντας την πτώση του.

Πότε πετάει, πότε προσγειώνεται;

Απογείωση:

Η ώση πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την αντίσταση και η άνωση μεγαλύτερη από τη βαρύτητα.

Σταθερή πτήση:

Η ώση είναι ίση με την αντίσταση και η άντωση ίση με τη βαρύτητα.

Προσγείωση:

Η ώση γίνεται μικρότερη από την αντίσταση και η άντωση μικρότερη από τη βαρύτητα.