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飛行機はなぜ飛べるのか ★ [考えたり実験したり]

夏休みの自由研究工作に、ちょうどいいかも。
揚力を説明するまちがった図解
※小学生のボクがいだいた疑問に、父親が図を描いて教えてくれた内容です。

飛行機の翼の断面は、上が丸く山なりに、下は平らになっているのだ。飛行機が前進すると、空気が翼の先端で上下に分かれて、下を通る空気はまっすぐ進むが、上を通る空気は山なりに沿って(距離が長いので)早く進むのだ。早く進むから空気が薄くなって、翼はふわりと持ち上がるのだ。コレでイイのだ。

まぁ、だいたいこんな感じでしたかね。世間一般では「ベルヌーイの定理(ベルヌーイの方程式)」を用いて、「揚力」を説明しているようです。

えーっと。

この説明、広く知られている内容のようですが、根本的にまちがっているそうですね! わー。20年以上も信じていたよ!

ボクも、このネタでひとつ文章を書こうと思って、紙工作を準備して、あらためて飛行機が飛ぶしくみを調べたところ、どうやら今まで信じてきた説明の内容が、まちがっていたらしい、ということに(昨日)気付きました。あわてて勉強し直します。

※参考
A3(A-Cubed):【航空工学を巡る冒険】
※上記サイト内の該当コンテンツは、翼による揚力の発生について(第2版)
※内容は専門的で、とてもむずかしいです。小学生レベルでは、理解できません……。

なぜ飛行機が飛ぶのか、という説明はとてもむずかしいので、ひとまずは、上のような図がまちがっている、ということだけを納得しましょう。そして、なぜ飛行機が飛べるのかという疑問には、なにやらむずかしい説明がなされている、ということだけ知っておきましょう。大人の理解というわけです。

はたしてこの「理解」を、父親が息子に説明できるかどうか。こんな壁にぶちあたった時、「四の五の言わんでエーねんっ! 飛ぶねん、飛行機の翼ってこーゆーふーになってて、ビューンて飛ぶねんっ!」、と力強くいいきれるかどうか。お父さんの権威を保つためにも、夏休みを前にきちんと準備しておきましょうか。


翼のカットモデル(完成図)
※スライド枠に、翼の断面(カットモデル)が、上下に自由に動くように組みこまれています。単純なのに、精密だ。

扇風機にあてると飛びます
扇風機の風力は「強」が良いでしょう。写真は合成イメージですが、ほんとにこんな感じでフワフワ浮きます。


◆型紙1(翼の断面:浮く部分)
◆型紙2(スライドさせる枠)
※PDFファイルの紙工作型紙(無料)です。転用・転売・直リンクなどはご遠慮ください。
※今回は型紙に説明などはありません。それでもがんばって作ってみてください。


飛びます。いや、浮きます。少しくらい雑なできあがりでも、たぶん大丈夫です。こんな簡単なしくみで、飛行機が飛ぶ様子を、手のひらの中で実感できるのです。たとえベルヌーイがわからなくても。

このカットモデルは、ボクの父親が教えてくれたものです。小学生のボクにケント紙を与え、型紙を製図させ、針金のスライド枠を作らせ、扇風機の前で実験させました。あっさり飛んだ。浮いた。とてもうれしかったなぁ!

ボクの父親は、学生のころ工学を勉強していたので、基礎はわかっているはずなんだけど、それでも飛行機が飛ぶ理論については、まちがったことをボクに教えちゃいました。当時は、みんなまちがった内容を教わったのでしょう。でも、実際に実験させて、ボクに飛ぶことを確認させてくれたのがありがたかったのです。飛ぶことが手の中で実感としてわかるって、なかなかすごい体験です。だって、飛ぶんですから!

ちなみに、「工学って、経験則で実用化された学問だから、理論がどうのこうのってのは前提条件じゃない(どーでもいい)んだよ」ということです。ベルヌーイがわからなくても、目の前で飛んでいるわけですから、実用には耐えられるというわけ。

飛べばエーねん


【追記】
逆さまにして、扇風機で風を当ててみましょう。やっぱり飛びます。翼の上面が丸く山なりになっているから飛行機が飛ぶわけじゃないのです。実験で確かめて、目の前で見て、ボクも納得しました。


※すべてのコンテンツは、個人として楽しむ以外の利用はご遠慮ください。

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じゅたママ

大変助かりました。 実は、主人は、個人的に大変飛行機が好きで、現在夏休み中というのに子供も仕事も忘れて双発機の免許を取得のため、アリゾナへ行っており、子供の自由研究の答えを、どうやってやっていいのか解らず困っていました。まさに天の助けです。  ありがとうございました。
by じゅたママ (2010-08-27 11:56) 

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ちょっとは行動してみる気、ある?
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soybean

今、まさしく飛行機がなぜ飛ぶのか?の自由研究に取り組んでる息子。
ぜひ作ってみたい!
と意気込んだものの、なぜか楽天ページにいってしまい、型紙のページに移動できず、残念(/ω\)
by soybean (2015-08-20 11:07) 

お名前

飛んだ!
by お名前 (2017-03-11 19:11) 

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