「飛行」和「紙飛機」的教學活動

	亞太科學教育論壇, 第五期, 第一冊, 文章八(二零零四年四月) 吳本韓、蘇若望「飛行」和「紙飛機」的教學活動
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貳、飛機飛行的物理

圖一顯示作用在飛機上最主要的數種力。推進力(Thrust)是由飛機引擎產生的推進力；阻力(Drag)是指空氣和飛機表面的相互作用而產生向後的力，簡單地說，阻力主要是指空氣的摩擦力，在正常飛行的情況下，小部份來自升力的水平分量；重力(Weight)是作用在飛機上的地心吸力；升力(Lift)是由飛機和空氣的相對運動所產生偏向上方的力，在本文中，我們簡單地假設它絕對垂直於水平。除這四種力外，還有當飛機需要改變方向時由機翼升降舵和尾翼方向舵所產生轉向的力，和相對比較小的空氣浮力。

圖一：於飛機的主要四種作用力

學生一般會容易明白為何會有推進力、阻力和重力，但對於如何產生升力往往感到疑惑。很多高中物理課本會以柏努利定律(Bernoulli’s Principle)來說明升力產生的原因，但是部份課文內容並不絕對正確，例如 Nolan (1993)、Culver (1993)、Griffin (2001) 和 Dobson & Grace (2002)，這些會在2.2和2.6兩部份裏討論。(Weltner, 1990a; Raskin, 1994; Waltham, 1998; Eastlake, 2002)用了不同的方法來指出和糾正這些錯誤，當中有用流體力學來運算(Waltham, 1998)，亦有以電腦模擬運算結果來說明翼型(或稱「空氣動力面」，Airfoil)上下的壓強差與飛行角度和速度的關係(NASA: FoilSim II)。但對於中學生來說，這些方法會比較艱深和抽象，以下我們會用現像論的方法來處理這些問題，當中會介紹一些簡單的器材來說明產生升力的原因。

Copyright (C) 2004 HKIEd APFSLT. Volume 5, Issue 1, Article 8 (Apr., 2004). All Rights Reserved.