Dlaczego latawiec lata
advertisement
Prezentacja opracowana w ramach projektu „Na skrzydłach wiatru” Latawiec to aerodyna bez napędu silnikowego, unosząca się tylko na uwięzi. To statek powietrzny, który może unosić się w atmosferze wskutek dynamicznego oddziaływania powietrza na nieruchome lub ruchome względem statku powierzchnie nośne. Aby zrozumieć jak latawiec unosi się do góry należy wykonać proste ćwiczenie: Płyta ustawiona prostopadle do kierunku wiatru stawia duży opór strumieniowi powietrza. Gdy zmieni się położenie płyty, przechylając ją coraz bardziej aż do położenia poziomego, opór zmniejsza się, a z chwilą gdy płyta ustawiona zostanie pod kątem 10- 20 do poziomu – można odczuć, że płyta wyrywa się z rąk do góry. Tak właśnie dzieje się z latawcem. Podstawowe prawo, które odpowiada na pytanie, dlaczego latawiec lata, to prawo zachowania energii (prawo Bernoulliego); „W miarę wzrostu prędkości przepływu wiatru jego ciśnienie maleje”. Ciśnienie pod latawcem jest wyższe, a nad latawcem niższe – to powoduje, że latawiec jest wypychany do góry, a powstająca siła nazywa się siłą nośną. Łatwo jest zaobserwować, że latawiec łatwiej startuje przy mocniejszym wietrze. Wykonując ruch latawcem można „zwiększyć” prędkość wiatru, poprawiając tym samym siłę nośną. Siła nośna zależy od: Prędkości powietrza – im większa jest prędkość powietrza nacierającego na krawędź natarcia, tym większa jest różnica ciśnień nad i pod latawcem, a więc większa wartość siły nośnej. Siły ciążenia – im cięższy jest obiekt, tym większa siła nośna potrzebna jest, aby go unieść w powietrze. Profilu latawca – im doskonalszy profil latawca, tym latawiec łatwiej i szybciej startuje. Kąta natarcia – jest to kąt między strugą powietrza nacierającą na krawędź natarcia latawca a cięciwą jego profilu. Gdy przy umiarkowanym wietrze latawiec zostaje w górę rzucony i ciągnięty w kierunku przeciwnym wiatrowi, wznosi się pod naciskiem wiatru, a przy stopniowym rozwijaniu sznura wzbija się łatwo do wysokości 100—150 metrów. Tłumaczy się to składem sił. Siła wypadkowa P rozłożona jest na dwie składowe: siłę oporu Px i siłę nośną Pz. Siła oporu przeszkadza ruchowi i ma kierunek poziomy, równoległy do kierunku ruchu, siła nośna pomaga – niesie poruszające się ciało i ma kierunek pionowy, prostopadły do kierunku ruchu. P -siła aerodynamiczna S -powierzchnia latawca Px -siła oporu Pz -siła nośna a-kąt natarcia Aby latawiec mógł utrzymać się w powietrzu, siła nośna powinna być równa jego całkowitej sile ciężkości ( tzn. latawca i linki holowniczej ). Najlepiej jest kiedy siła nośna jest większa od siły ciężkości. Powierzchnie nośne decydują o udźwigu latawca Udźwig latawca jest wprost proporcjonalny do jego powierzchni . Latawce skrzynkowe są wyposażone w dodatkowe powierzchnie zwiększające udźwig. Latawce płaskie muszą mieć tzw. ogon, który utrzymuje jego powierzchnię pod zadanym najkorzystniejszym kątem natarcia. Ogon jest sterem wysokości, zwiększa stabilność, choć odbywa się to kosztem zmniejszenia siły nośnej. Może być on wykonany ze skrawków materiału, papieru lub folii. Do sterowania latawcem służą linki uzdy i linka holownicza Ognisko, czyli umocowanie uzdy, powinno być umieszczone pod miejscem, w którym przyłożona jest wypadkowa siła nośna. Opanowanie umiejętności puszczania latawców wymaga wielu prób i ćwiczeń. Już samo zmuszenie latawca do wzniesienia się w powietrze nie jest wcale łatwe, szczególnie przy słabym wietrze. Wtedy przydać może się pomoc drugiej osoby trzymającej latawiec i oddalonej o około 50 m. Jeśli naszym głównym celem jest uzyskanie maksymalnej wysokości, możemy zawsze połączyć latawce w łańcuchy. Kiedy pierwszy wzniesie się i "złapie" wiatr - do napiętej linki przyczepiamy drugi itd. Ograniczenie liczby latawców w łańcuchu wynika przede wszystkim ze skończonej wytrzymałości linki. Puszczanie latawców to przeżycie jedyne w swoim rodzaju. Kiedy zaczniesz się w to bawić zrozumiesz co czują ptaki, które szybują w przestworzach. Metaforycznie można to nazwać „rozmową z wiatrem”. Nasze latawce świetnie prezentują się na niebie Jesteśmy wraz z opiekunem na łące. Latawcowe akrobacje – to świetna zabawa Jesteśmy grupą modelarską. Na warsztatach „ Dlaczego latawiec lata?” poznaliśmy prawa fizyki rządzące „lataniem”, dowiedzieliśmy się dlaczego, i jak to się dzieje, że latawiec wzbija się i unosi w powietrzu. Naszą wiedzą chcieliśmy się podzielić pokazując niniejszą prezentację. Prezentację wykonały: Weronika Brzezicka, Kinga Janaczek, Kornelia Janaczek, Magda Jelinek, Kinga Kusy, Justyna Pomarańska, Katarzyna Fedec i Agata Urbańska
