紙飛行機の
“上側を背中” “下側を腹” とよび、先端を
“あたま” 後端を “おしり” として説明しますね。●画像６,をご覧ください●
まず、重心を探します。 各所から錘(おも)りをつけた糸を垂らし、
重なった場所が重心です。 バランスが変わるときは
重心を軸に傾きます。 ＝ 画像６で赤丸で示した箇所が重心です。＝ ●画像４,５,６,●
次に●画像 ６, ●を見てください。
あたま 重心 おしり の位置関係を覚えておいてください。
翼の折り返しの部分は “ポケット” と呼ぶことにします。
ここでのポイントは、ポケットが “重心の後ろ側にある” ことです。
紙飛行機を飛ばす 一連の動きなかで、どういった作用が起きているのか
◎◎ 以下、順を追って説明します。◎◎
１, 振りかぶって、ビューンと 飛ばす！
２, ポケットの中の空気が後ろ側にひかれる
３, 圧力の変化によりポケットの厚みは減るが、いくらかの段差が残る
４, ポケットより後ろ側は 上側に翼があるだけなので、その部分の “翼の上側と下側では圧力が違う” ことになる
５, ポケットの内側の空気は減るが、そこでは上下から圧力が掛かっている。しかし、ポケットより後ろ側では “翼の上側からのみ押される” ようになり “おしり側を下げる力” となる
６, その際に、重心が軸となって傾くので “あたまが上がる” ( “あたま”と“おしり”の傾きは 同時に起こっています。)
７, あたまが上がると、“むかえ角” ができ、結果的に腹側に空気を受ける
８, ７によって空気を翼の下側でとらえ、その結果として
☆ 紙飛行機は、滑空することができる ☆
紙飛行機がなぜ飛ぶのか？ チコちゃん流に 一言でいえば、
チコ『 ねぇねぇ岡村～ どうして紙飛行機は飛ぶのぉ？ 』⇒
チコ『 ボーッと生きてんじゃ⌒●~*… 』⇒
チコ『 シ～ソーみたいに 傾いちゃうから～！ 』と なります。
速度によって ポケットのつくりだす負圧とむかえ角は “やじろべえ” のようにバランスをとっているのです！
どうですか？？ 難しいでしょうか？
では、
検証しますよ！
１, ポケットの厚みを変えるとどうなるのか？
扇風機を真上に向けて 天井から下向きに糸で吊った紙飛行機を垂らし 各ポケットごとの “むかえ角の変化”を測る。⇒
ポケットの厚みがあるほど むかえ角が増す。
5mm, 10mm, 15mm, 20mm, とポケットの厚みを変えて天井から自由落下させてみる。⇒
ポケットの厚みと姿勢変化は 正の相関にある。
では、そもそも ポケットを無くしてしまったら どうなるのだろうか？
紙飛行機を２機折り、腹と腹を合わせる(ポケットがどこにもない状態)⇒
落下
紙飛行機の腹を上側に、つまりへそが内側になるように折ってみる(ポケットが翼の上側にある状態)⇒
これも落下
２, 負圧は 本当にできているのか？
羽を直角にした竹トンボ●画像10,左側●をつくって ストローに刺し、軸に糸を巻いて一気に引き 高速回転させてみる⇒
当然、飛ばないが空気の流れは発生していて、羽の上下で気圧差が発生していているようだ。
紙飛行機の翼の ポケットの少し後ろ側に穴をあけ、上側に筒●画像10,左側●をつなぎシャボン膜を張ってみる。⇒
動かない… そこまでの負圧は発生していないようだ。
次に、線香の煙をシャボン膜のかわりに筒に吸わせる⇒
確かに吸い込んでいる。
おもいっきり強く投げてみる。(飛ばすというより 投げる…)⇒
落下 つまり、ポケットが圧力に耐えられない速度だと潰れてしまい 飛ぶことができない。(あたま側は押す方向・ポケット後ろ側で引く方向)
３, 常に同じ速度で真横に立って 変化を観察することはできないだろうか？
あっ、良いこと思い付いた。 紐をつけて自分を中心に ぐるぐる回そう！ ( 黒澤撮影方式 )⇒
間違いない、同じ速度ならポケットの厚さが姿勢変化を支配している。
ポケットの厚さが波打つ幅を決めている。 ※ はじめはゆっくりと 次第に速度をあげて回って下さい。あまり速く回りすぎると 遠心力が優勢となるので程々で… (●画像８,●を参考に)
では、子どもたちに “目には見えない負圧” を説明するには どうしたら良いだろうか？
翼だけの模型をつくって、そこに自由フラップをつけておけば、速度に応じてポケット側に引き寄せられるのを 見ることができるだろう… ●画像１, ７,１０,の手前側●
それは すなわち ＝＝ ポケットによって起こる 翼の上下の圧力差によって 重心を軸に姿勢を変化させ その結果として腹側から受けた風にのって 滑空することを示している。＝＝
？？？ 大丈夫かな？
はぃ、上手くいきました！
翼の片側を持って、自分を中心として ぐるぐるとその場で回っても、フラップの降下を確認できます。
※ 紙飛行機に紐をつけて回ったときは 速度に応じて一定の周期で機体が上下に運動しますが、翼を手で固定しているので フラップ変化が おおきくなります。
◎◎ 一目瞭然！◎◎ 一応、この原理で飛行する
“舵つきの紙飛行機ヒサカ” も創ったので、みんなで楽しんでみてください！
→＝こちらから＝← どうも、これは意匠の権利がとれるみたいなんですが、科学や物理によって伝播する “やさしいみらい” への広がりと相容れないので 誰も権利申請できないように どんどん広めちゃってください。
★公知が進むと取れません★
お父さん&おじいちゃん、子どもたちと一緒に この “舵つき紙飛行機ヒサカ” で 忘れられないプライスレスな一時を！
紙１枚で、遊びながら科学や物理 自然について学べるって 素晴らしい～
◎ そういった体験や 共有する記憶が世代を跨いで、繋がっていってくれたら 私も嬉しいです。◎ ☆☆ 上手く飛ばす コツ ☆☆
翼はマスキングテープ(何度でも剥がせるよ)で上側から左右を固定してください。(↑画像をみてね！↑)
普通のヘソ紙飛行機では、へその部分の引き出し具合でポケットの厚みを調整します。 その部分もマスキングテープで固定して下さい。(むかえ角の変化で 動いてしまう⇒不安定になる)
※ “舵つき紙飛行機ヒサカ” では ヘソに目盛りをつけてガイドを合わせて調整します。
シグモイド曲線(S字カーブ) といって、正規分布(偏差値カーブ)の片側を目指すと一番
効率よく滑空するよ。
ポケットが厚いと、Jの文字を繰り返すように “上昇と反転しての急降下 を繰り返します” が、そのエネルギーは上下方向につかわれてしまうので、前方には向いていません。 JJJよりも 大～きなS字のカーブを描いてみよう。 また、高さはエネルギーとして速度に変換されるので、一番速い部分が滑空の一番最後の方にくるように工夫してみましょう！
※ 速さが２倍になると空気抵抗が４倍になるよ。
※ むかえ角が大きすぎると 前へ進む力が減ってしまうよ。
※ おもいっきり強く投げると ポケットがつぶれてしまって 飛ばないよ。
※ 少しの風がある場所では、風に向かって飛ばしてみよう！ 遠くへは飛ばないけれど バランスが合えば 風にのって いつもより長い時間飛ばすことができるよ。
☆☆ 工夫して、頑張れ～！ ☆☆ ◎ きっかけ ◎ 昨年度の
NHK 高専ロボコン 2022 は
“紙飛行機をターゲットに正確に着地させる” 競技でした。 ところが、どのチームも紙飛行機が飛ぶ原理を正しく理解していないようで、結局、
節分で豆を蒔くかのように 多くの機体を一気に放ったチームが好成績をあげていました。 私は、子どもの頃から この原理を知っていたので、どうにも もどかしく、なんとかして高専生に原理を伝えてあげたかったのですが、その時点で すでにNHKで各地の予選会も放送されており、逆に特定の学校にだけ知らせてしまうと不公平とともに 混乱をまねく懸念があったので、年末にすべてが終わってからにしようと思い 通知や公表することなくふせていました。
それから、
間違いがあってはいけないので、思いつく限りの実験を重ねて この結果にたどり着いています。 大きめの段ボールで ４箱分の紙飛行機を折りました！ 自慢にもなりませんが、数１０００回は飛ばしているはずです。
※ 間違いがあれば ご指摘ください。
あれから一年半、そろそろ2023年も越しそうなので、去年の話しとして書ける今のうちに やっつけ仕事で急いで書きあげています。(2023年中に仕上げます！間に合いました。)
◎ 別の実験 ◎ 家族が いつ気がつくのか？
何故そんなことをしているのか誰も聞きませんが、私が夜な夜な紙飛行機を折って 飛ばしていたことは(壁にぶつかって音もするので) 家族なら皆 知っています。 どこかから情報を仕入れてきて あろうことか 源泉である私にむかって『 ねぇ、紙飛行機ってどうして飛ぶか知ってる？ 』なんて、得意気に話してくるかもしれません… 現状では、全く関心も示さないし 理解もしないと思うので、黙っています。 ６次の隔たり で、私に辿り着いたときに 実験終了です！ ＝果たして何人を介してきたのか、どんな経緯であったのか 逆から辿ってみたいです。＝
AIに、『紙飛行機は どういった原理で飛ぶの？』と、聞いてみて いつ頃 折り返し部分の “ポケットと気圧と重心と むかえ角” の説明が出てくるのか、新しく正しい答えに 情報が上書きされるまでの時間を実験として計ってみます。 何年か掛かるのかな？ そして『ポケット』という私が勝手につけた呼び方は 定着するのだろうか…？ 楽しみです。
YouTubeで、いずれ 誰かが実験映像を幾つかまとめて 世界に発信し 私よりも分かりやすく説明するでしょう。 その時にどのような説明になっているのか、機体の名前は “ヒサカ” のままなのか、私に何か事前に接触や確認があるのかどうか、実験として楽しみに観察しています。 私以外の視点からの解釈や 思いもよらなかった角度や規模の 別の検証の方法が みられることを期待して 待っています。
※ 私は動画の編集(繋ぎ)が一切できません。ガラケーだし…⌒●~*
私は出品者なので、何人がここを見ているのか分かるようになっています。日本では お財布を落としても 多くの場合 持ち主に戻る 世界でも稀有な素晴らしい国ですが、どのくらいの割合の人が “私にパピコを与える” のか？ 科学や物理がつくる そして そこから連なる “やさしいみらい” に対しての関心や認識が どの程度なのかも 気になるところです。
実を言えば、私は子どもたちにこそ この知識を伝えたいのですが、６次の隔たりの一番はじめの部分で 皆さんの力を少しだけ かりようと思っています。 誰かから誰かへ、子どもたちから子どもたちへ たとえ言葉が通じなくとも 上手く飛ばせるコツや原理を知ってさえいれば ＝こうした方が良いよ。＝ と、やって見せることができるのです。たった１枚の紙さえあれば それだけで繋がることができる。 そこにいた名前も知らない誰かと 同じ時間を共有し 同じ記憶を分かち合う… いつか、どこかで そんな光景を見てみたいのです。
近い将来、＝ 子どもの頃 紙飛行機をつくって、科学や自然に興味を持った ＝ という父親が、子どもたちとともに１枚の紙から“やさしいみらいを紡ぐ” ことを ささやかに願っています。
未来のファラデーは、あなたのすぐ傍に居るのです。
では、
◎◎ パピコ下さ～い！切実～ ◎◎
＝＝ここまで、長い文章へのお付き合い、ありがとうございました！ 一緒に 未来を少しだけ変えてみませんか？＝＝
☆☆ 未解決問題解きますよ～ お題、待ってます！☆☆
＝ 実は、幾つかは 自分なりの結論に辿り着いています ＝
（2024年 1月 29日 21時 39分 追加）
複数の入札をいただき、ありがとうございます。
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それは 多くの人に この知見を知ってもらえる 良い切っ掛けとなるので、本当にありがたいです！
自身には なにも届かないにもかかわらず、やさしい未来への種蒔きに参加くださり感謝いたします。
引き続き、宜しくお願いいたします。
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別口で、ギター・車・美容関連商品… いろいろと出品中です。
;)
