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关键概念
空气动力学
风
飞行
力
引言
你有没有尝试过制作自己的风筝？几个世纪以来，风筝一直是全世界孩子们的娱乐来源。它们也被用于科学实验——本杰明·富兰克林就曾放风筝来研究闪电。（不应该模仿！）在这个活动中，你将有机会制作自己的风筝——一个简单的平板风筝——并用它来研究尾巴如何帮助风筝飞行。在尝试了这个活动之后，你可能会给其他风筝加上尾巴，帮助它们飞得更高！
背景
你知道吗，除了本·富兰克林，有史以来最著名的风筝爱好者之一是一位 10 岁男孩？他的名字叫霍曼·沃尔什，如果没有他，尼亚加拉瀑布吊桥可能无法在 1847 年建成。在开始建造之前，需要有人将一条线横跨尼亚加拉河峡谷。霍曼成功地将风筝从峡谷的一侧飞到另一侧，越过下面险恶的急流，并在固定好风筝线后，输送了更粗的线，直到钢缆可以将两岸连接起来，桥梁建设才得以开始。霍曼获得了 10 美元的现金奖励，这在 1847 年是一笔巨款！
风筝是如何飞起来的？当有人带着风筝奔跑时，迎面而来的风会对风筝产生升力。这种力垂直于风向，将风筝向上推。与此同时，阻力将风筝向后拉，方向与风向相同。
风筝的设计有很多种。有些非常古老，比如传统的中国和日本风筝。有些设计非常新颖，比如运动风筝飞行比赛中使用的动态特技风筝。它们的现代材料和设计使它们非常灵活。
材料
• 打印机
• 纸
• 剪刀
• 彩色蜡笔和记号笔（可选）
• 胶带
• 两根吸管
• 打孔器
• 风筝线
• 卷尺或直尺
• 回形针
• 塑料杂货袋或其他薄塑料袋
• 户外空旷、开阔的区域
准备工作
• 下载平板风筝模板 (pdf) 并将其打印在 8.5 英寸 x 11 英寸的纸张上。
• 小心剪下平板风筝。您可以使用彩色蜡笔、记号笔或其他媒介来装饰它。
• 修剪两根吸管的长度，使其适合标记为吸管的区域。用胶带将吸管粘贴到位。
• 在标记区域贴上三块胶带，覆盖黑色圆圈，以加固风筝线的孔。使用打孔器，小心地冲出黑色圆圈标记的两个孔。
• 剪下两段 45 厘米（cm）长的风筝线。将一条线穿过每个孔并系好。系紧，但不要太紧以免撕破纸张。将两条线的另一端系在一起，连接到回形针的一端。
• 剪下一段一米长的风筝线。将这段线的一端系在回形针的另一端。您的平板风筝已准备好放飞！
• 要制作一些尾巴来测试您的风筝，请取一个塑料杂货袋或其他薄塑料袋，并将其完全平铺。如果袋子有把手，请用剪刀横向剪开以去除把手。然后以这种方式继续剪袋子，制作出细环（展平时看起来像条状）——每个环应宽约 3 厘米。将整个袋子剪成这些环。丢弃把手。您可以在 在线视觉指南 中看到此步骤。）
步骤
• 在户外空旷、开阔的区域，尝试在没有尾巴的情况下放飞您的风筝。先走着放，然后尝试跑着放。当您走着放和跑着放时，风筝会怎样？它的飞行效果如何？
• 使用您制作的塑料杂货袋环，在风筝底部粘贴一条 10 厘米长的尾巴。（这可能不到一个杂货袋环。）尾巴应居中。再次在户外放飞您的风筝，先走着放，然后跑着放。与没有尾巴时相比，风筝的飞行效果如何？您认为这是为什么？
• 您现在将测试一条 100 厘米长的尾巴。要制作这条尾巴，请将两个环套在一起并轻轻拉紧（您可以在 视觉指南 中看到此步骤——包括重叠和扭转环一次）。以这种方式将更多环连接到尾巴上，使其更长。将较长的尾巴连接到风筝上的 10 厘米尾巴上，使风筝的尾巴长度为 100 厘米。再次在户外放飞您的风筝，先走着放，然后跑着放。与 10 厘米长的尾巴相比，带有 100 厘米长尾巴的风筝飞行效果如何？与没有尾巴的风筝相比，效果如何？您认为这是为什么？
• 您现在将测试一条 500 厘米长的尾巴。使用相同的环套过程将您的 100 厘米尾巴再延长 400 厘米。再次在户外放飞您的风筝，先走着放，然后跑着放。与其他尾巴或没有尾巴相比，带有 500 厘米长尾巴的风筝飞行效果如何？您注意到什么不同之处？您认为这是为什么？
• 在您测试的尾巴中，您认为哪条尾巴最有助于风筝飞行？ 您认为这是为什么？
• 额外内容：再次进行此活动，但这次不是比较不同的尾巴长度，而是尝试添加额外的尾巴并比较结果。将它们对称地添加到风筝的后端。没有尾巴、一条尾巴、两条尾巴时，风筝的飞行效果如何？
• 额外内容： 在此活动中，您使用一米长的风筝线放飞了风筝。当您使用不同长度的风筝线（例如一米、三米或五米）放飞风筝时，会发生什么？
• 额外内容：还有许多其他风筝设计。使用互联网、书籍或图书馆的杂志查找不同类型风筝的计划。然后像在此活动中所做的那样测试您的新风筝设计。尾巴长度如何影响其他风筝设计的效果？还有哪些变量会影响风筝设计的效果？观察和结果
当您尝试在没有尾巴的情况下放飞风筝时，它是否会大量旋转和翻滚，而根本无法真正飞行？带有 100 厘米长尾巴的风筝飞行效果是否最好？
尝试在没有尾巴的情况下放飞风筝可能会导致风筝大量旋转和翻滚，因为风筝不稳定。给风筝添加尾巴通过在其下端增加一些必要的重量和阻力，有助于使其飞行更稳定。添加较小的尾巴（例如 10 厘米长的尾巴）可能有助于风筝飞行更稳定一些，但它仍然会大量旋转和翻滚。添加较长的尾巴（例如 100 厘米长的尾巴）应有助于风筝良好飞行，使其在不大幅翻滚的情况下相对较高地飞行。非常长的尾巴（例如 500 厘米长的尾巴）将有助于防止风筝翻滚，但尾巴可能太重，以至于会阻止风筝飞得很高。有些人建议添加长度约为风筝长度三到八倍的尾巴——但确定适合您特定风筝的正确尾巴长度的最佳方法是亲自尝试！
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此活动由 科学伙伴合作推出