科別 物理科 組別 國小組 作品名稱 飛越無常...

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科別:物理科

組別:國小組

作品名稱:飛越無常-紙飛機

關 鍵 詞:紙飛機、發射器、機翼

壹、 研究動機

在三年級時,學校舉辦了紙飛機比賽,誰的飛機飛得最遠,即是第一名。每個

人的飛機都長得不一樣,有的飛得遠,有的一下子就降落到地面上了,還有一

些則是轉了一圈,飛到離終點線較遠的地方去了。因為這個活動,讓我們對紙

飛機產生了興趣,如何才能讓紙飛機飛得更遠,是機翼的關係呢?還是紙的重量?

於是我們將紙飛機作為這次科展的研究題目。

貳、 研究目的

一、探討如何製作發射器。

二、探討不同折法的飛機對飛機飛行的影響。

參、 研究設備及器材

A4 紙、塑膠尺、膠帶、鐵尺、橡皮筋、40 公分長尺

肆、 研究過程及方法

一、搜尋製作發射器的方法,從中挑選出可參考之方式並加以改良。

二、尋找適合的場地進行試飛,比較人力發射和發射器發射的差異。

三、蒐集有關製作紙飛機的書籍和網站,從中挑選 10 架不同的紙飛

機。

四、分配工作,準確紀錄紙飛機飛行狀況。

五、探討影響紙飛機飛行距離的因素。

伍、 研究結果

一、製作發射器原因

因飛機發射出去的力量會影響到飛機的飛行距離,我們考慮到如果用人力

的方式發射飛機,會有力量不一樣、方向、角度以及高低不同的問題,因此我

們決定製作發射器。一開始先在網路上搜尋相關知識,在 YOUTUBE 上看到關

於發射器製作的方法,因此參考了此影片的方式,並加以改良。

圖一、上網收集資料

圖二、看完影片後進行討論

二、設計成果

下圖是我們畫的發射器設計圖,利用有圓孔的長尺,套上橡皮筋之後,將

橡皮筋套上尺的另一端即可發射。

圖三、發射器設計圖

圖四、完成後進行試驗

圖五、試射幾次後進行討論

三、將我們所製作的發射器與使用人力發射的方式做比較。

發射

方法 人力發射 發射器發射

飛機

號碼 1 2 3 1 2 3

第一

次 99 cm 239 cm 232 cm 502 cm 310 cm 265 cm

第二

次 97 cm 242 cm 196 cm 490 cm 325 cm 269 cm

第三

次 270 cm 40 cm 180 cm 585 cm 361 cm 276 cm

第四

次 272 cm 308 cm 276 cm 640 cm 344 cm 300 cm

第五

次 114 cm 172 cm 204 cm 497 cm 380 cm 331 cm

平均 170.4 cm 200.2 cm 217.6 cm 542.8 cm 344 cm 288.2 cm

表一、不同發射方式結果

四、將每架飛機每次發射的距離和平均距離作比較,再求出平均值。

發射

方式 機號

發射

次數

發射

距離

平均

距離

與平均

距離之

差距

1

第一次 99cm 170.4cm 71.4cm

80.48

cm

第二次 97cm 170.4cm 73.4cm

第三次 270cm 170.4cm 99.6cm

第四次 272cm 170.4cm 101.6cm

第五次 114cm 170.4cm 56.4cm

2

第一次 239cm 200.2cm 38.8cm

75.36

cm

第二次 242cm 200.2cm 41.8cm

第三次 40cm 200.2cm 160.2cm

第四次 308cm 200.2cm 107.8cm

第五次 172cm 200.2cm 28.2cm

3

第一次 232cm 127.6cm 104.4cm

96

cm

第二次 196cm 127.6cm 68.4cm

第三次 180cm 127.6cm 52.4cm

第四次 276cm 127.6cm 178.4cm

第五次 204cm 127.6cm 76.4cm

1

第一次 502cm 542.8cm 40.8cm

55.76

cm

第二次 490cm 542.8cm 52.8cm

第三次 585cm 542.8cm 42.2cm

第四次 640cm 542.8cm 97.2cm

第五次 497cm 542.8cm 45.8cm

2

第一次 310cm 344cm 34cm

21.2

cm

第二次 325cm 344cm 19cm

第三次 361cm 344cm 17cm

第四次 344cm 344cm 0cm

第五次 380cm 344cm 36cm

3

第一次 265cm 288.2cm 23.2cm

21.84

cm

第二次 269cm 288.2cm 19.2cm

第三次 276cm 288.2cm 12.2cm

第四次 300cm 288.2cm 11.8cm

第五次 331cm 288.2cm 42.8cm

表二、不同發射方式距離與平均距離之差距

0

20

40

60

80

100

1 2 3

人力發射

發射器發射

圖六、

人力發射與發測器發射之比較圖

五、十架飛機樣貌

號 名稱 正面圖片 反面圖片

1 二重飛機

2 箭

3 爆烈飛機

4 音速飛機

5 火箭機

6 魷魚機

7 噴射飛機

8 海鷗機

9 滑翔機

10 蝙蝠機

表三、10 架飛機樣貌

圖七、探討飛機摺法

圖八、探討飛機摺法

圖九、佈置飛機飛行場地

圖十、紀錄飛機飛行結果

六、飛機飛行結果

號 名稱

長度

(cm)

寬度

(cm)

1 二重飛機 20 13.5 180cm 240cm 260cm 164cm 349cm 238.6cm 7

2 箭 23.3 7.2 378cm 295cm 382cm 312cm 413cm 356cm 5

3 爆烈飛機 26 15.3 647

cm 530cm 450cm 568cm 617cm 562.4cm 1

4 音速飛機 29 8.5 177

cm 422cm 337cm 520cm 336cm 358.4cm 3

5 火箭機 31 11.5 562

cm 534cm 638cm 463cm 453cm 530cm 2

6 魷魚機 23 12.5 511

cm 300cm 280cm 318cm 372cm 356.2cm 4

7 噴射飛機 18 9.8 73 cm 91cm 74cm 88cm 135cm 92.2cm 10

8 海鷗機 19.2 15.4 210

cm 145cm 258cm 232cm 181cm 205.2cm 8

9 滑翔機 13 18 58 cm 127cm 131cm 99cm 225cm 128cm 9

10 蝙蝠機 17.8 18.2 431

cm 300cm 175cm 358cm 419cm 336.6cm 6

表四、10 架飛機飛行結果

0

100

200

300

400

500

600 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

圖十一、10 架飛機平均飛行距離結果比較圖

0

5

10

15

20

25

30

35 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

圖十二、10 架飛機長度比較圖

0

5

10

15

20 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

圖十三、10 架飛機寬度比較圖

陸、 討論

一、人力發射與發射器發射何者較佳?

(一)人力發射:

1. 發射使用的力量較大時,飛機可以飛得比較遠。

2. 發射時,手持飛機的位置每次都不一樣。

3. 發射的高低位置無法固定。

4. 發射的角度無法固定。

5. 發射的力量無法固定。

3. 發射的前後位置無法固定。

(二)發射器發射:

1. 因橡皮筋拉長的長度相同,容易固定發射的力量。

2. 橡皮筋彈射出去時,容易影響到飛機的尾部形狀。

3. 橡皮筋較短,不容易套到尺的後端。

4. 有些飛機的形狀不適合使用發射器發射。

5. 容易固定發射的高低位置。

6. 容易固定發射的前後位置。

7. 飛機沿著尺彈射出去,容易固定發射的角度。

(三)結論:

經過實驗後,我們決定使用發射器來進行發射,並做出下面幾點的調整。

1. 將橡皮筋的長度拉長,使用三條橡皮筋接在一起,使橡皮筋可

較容易套到尺的後端。

2. 在橡皮筋的後端套上瓦楞紙,使橡皮筋彈射出去時,較不會傷

害到飛機的形狀。

3. 將尺放在桌子上進行發射,更好固定發射的高低與前後位置。

4. 在桌子前放置鐵尺,容易測量飛機飛行的距離。

5. 調整飛機的形狀,讓飛機呈現 w 形狀。使飛機容易架在尺上進

行發射。

二、不同折法的飛機對飛機飛行的影響?

(一)場地:

1. 選擇無風的場所。

2. 選擇空曠的場所,避免飛機飛行時碰撞到牆壁。

(二)測量方法:

1. 採分工方式,一人使用發射器發射飛機、兩人測量、一人紀錄。

2. 固定發射定點,於地板上標示發射人員的站立位置。

3. 於地面標示 0、100、200、300 到 1000 的記號,方便測量飛機

飛行距離。

(三)飛行結果:

1. 飛機長度越長,可飛行的較遠,飛機長度越短,可飛行的距離

較短。

2. 飛機寬度越寬,飛機未必飛比較遠。

3. 小型的飛機飛得較近,大型的飛機飛得較遠。

4. 會轉彎的飛機飛行距離較不穩定。

5. 尖頭的飛機飛得比較遠,但較不穩定。

6. 機翼較大的飛機,飛得距離較短。

7. 機翼兩邊往下折的飛機,飛行時非直線。

柒、 結論

一、製作發射器

經過人力發射及發射器發射的比較,如欲測量飛機飛行的距離,以較穩定

的發射器發射之方法較佳。為了材料取得方便,以及製作方法容易,我們選擇

長尺、橡皮筋及瓦楞紙來製作。

(一)選擇有圓孔之長尺。

(二)將橡皮筋三條結合在一起。

(三)將橡皮筋穿過圓孔固定。

(四)在橡皮筋的另一端黏上一片瓦楞紙固定。

圖十四、在發射器尾端加上瓦楞紙

圖十五、使用 3 條橡皮筋接在一起

二、紙飛機本身對飛機飛行的影響

(一)飛機長度對飛機飛行的影響

依實驗結果看,飛機長度較長的飛機可以飛得比較遠,飛機長度較短的飛

機飛行距離較短。

(二)飛機寬度對飛機飛行的影響

依實驗結果看,飛機的寬度與飛機飛行的距離較無相關。

(三)飛機大小對飛機飛行的影響

依實驗結果看,較大型的飛機飛得較遠,較小型的飛機飛得距離較短。

(四)機翼對飛機飛行的影響

1.當飛機機翼左右同時往下折時,飛機飛行時會轉彎。

2.機翼較大的飛機,因阻力較大,飛行距離較短。機翼較小的飛

機,因飛行時較無阻力,飛行距離較長。

(五)機頭對飛機飛行的影響

機頭較尖的飛機飛行距離較不穩定,因飛機降落時機頭容易損壞,容易影

響到飛行距離。

捌、 參考資料及其他

一、http://www.youtube.com/watch?v=IvyJN9n3FfY 2012/11/26

二、http://163.30.84.1/~playgame/theme_29.html 2012/12/28

嘉義市宣信國小科學研究社社團專題實驗紀錄表

紀錄:柯景文 日期:101 年 11 月 16 日

一、 研究動機

有一次在 youtube 看到有關紙飛機的影片,結果無意間發

現了一個影片,就是有一個小朋友,他折了一種紙飛機,不管

怎麼射都會射回,我們覺得很好奇,想研究看看。

二、 研究目的(問題)

1.機翼的形狀是否讓飛機轉彎。

2.機身的長度是否讓飛機轉彎。

3.機翼的角度是否讓飛機轉彎。

三、 研究器材與工具

A4 紙、廣告紙、色紙

紀錄:張祐豪 日期:101 年 11 月 23 日

一、問題:如何製作發射器

二、研究方法:

上 youtube 找適合的發射器,結果發現,橡皮筋加上 40

公分的呎和 2B 筆頭發發射器。

三、結果

機身折成倒 W 的形狀,讓凹處可靠在尺的邊緣。

紀錄:王柏凱 日期:101 年 11 月 30 日

一、問題:製作紙飛機並命名

二、研究方法:

上網尋找製做紙飛機的方式。

三、結果

製做出一架飛機並命名「二重飛機」。

紀錄:許庭碩 日期:102 年 03 月 15 日

一、問題:完成 10 架飛機並命名

二、研究方法:

利用 A4 紙製作出 10 種不同的飛機。

三、結果

幫飛機命名,有箭、爆烈飛機、音速飛機、火箭機、魷魚

機、噴射飛機、海鷗機、滑翔機、扁輻機。

紀錄:柯景文 日期:101 年 03 月 22 日

一、問題:使用發射器射飛機。

二、研究方法:

1.找到適合的場地,因為場地要夠大,但又要避免有風,

決定在中走廊試射。

2.分配工作:王柏凱紀錄、柯景文發射飛機、張祐豪測量、許庭

碩準備飛機、撿飛機。

三、結果

完成 2 架飛機試射 10 次。

紀錄:張祐豪 日期:101 年 04 月 12 日

一、問題:使用發射器射飛機。

二、研究方法:

1.為了讓射飛機的速度可以加快,射飛機的順序改變,射完 1

號換 2 號,一直到 10 號,再重新來。

2.方便測量,在地上標示 100、200、300 到 1000 的標示。

三、結果:

完成 10 架飛機試射 3 次。

紀錄:王柏凱 日期:101 年 04 月 19 日

一、問題:影響飛機飛行距離的原因。

二、研究方法:

1.把測量的數據紀錄在 word 檔上。

2.思考什麼方式可以一次看清楚飛機非行距離的排名,決定用

長條圖來表示。

三、結果:

1.利用長條圖比較每架飛機飛行的距離。

2.發現飛機的大小會影響飛機飛行的距離。

3.發現飛機的長度會影響飛機飛行的距離。

4.發現飛機的機翼會影響飛機飛行的距離。

5.發現飛機的機頭和飛機飛行的距離沒有關係。

6.發現飛機的寬度和飛機飛行的距離沒有關係。