飛行機と遊ぼう


回転翼モーター


教室
回転翼による揚力の発生


図 揚力をつくるためには、空気が、翼の表面を横切って移動しなければなりません。飛ぶために鳥や昆虫は、翼表面の上や周りに空気を動かすため、羽ばたき運動をします。
飛行機の翼は胴体に取り付けられ、固定されています。飛行機の揚力は、翼と機体の全体を空気の中を移動させることで生成されます。
ヘリコプターは回転式の翼を持った航空機です。ヘリコプターの揚力は、空気の中で翼を回転させて生成されます。

図 揚力は回転翼の形によって引き起こされた圧力差によって生じます。これは、航空機が翼によって揚力を生産するのと同じ方法です。回転翼の上側の、急速に動いている大気が低圧を作り、回転翼の下側の大気はより遅く移動していて、より高圧を作り出します。(詳しくは、「紙袋のお面」を参照) 回転翼の下側の高圧が、航空機を浮揚させる揚力を生成するのです。
紙の模型が落下するときは、ヘリコプターの翼のように回転しますが、紙の模型にはモーターがありませんので、上方へ向かう動きをつくりだす揚力がありません。ですから、紙の模型は上には飛びませんが、回転は揚力を生成していますから、重力の力に抵抗して、落下率を減らします。
それでは紙の回転翼モーターを作成して確かめてみましょう。


材料と道具

材料と道具
※型紙はこちら(PDF 36KB)をプリントアウトして使用してください。
※PDFが開けない方はこちらからAdobeReaderをダウンロードしてください。

作り方




1


型紙の実線にそって、切ってください。



↓




指を切らないように気をつけるんだぞぉ~


↓



2


破線に沿って折ってください。プロペラ・ブレード(AとB)は反対の方向に折ります。軸(XとY)は中央に向けて折り、Zは機体をしっかりさせるためと、重力の中心を低くするために折り曲げます。



↓




今回はこれだけで完成だぞぉ~




名称
作成手順

いろいろためしてみよう


  • 回転翼モーターを持って、落としてみよう
  • 回転翼モーターと折っていない紙を落として、どちらが早く落ちるか確かめてみよう
  • 回転翼モーターが落ちるまでに何回転するか数えてみよう。(回転数がわからない時は、リボンを回転翼の下にテープで取り付けて、反対側の端をねじれのない状態で固定してから、回転翼モーターを落としてみます。ねじれの数が回転数になります)
  • 落下高度と回転数をグラフにしてみよう。
  • 材質(重さ)や大きさの違う回転翼モータを作って試してみよう。