风筝能飞上天空究竟是什么原因?
风筝是一种单纯利用空气作为动力的飞行器,通常是在竹篾等骨架上糊上纸或绢,由系在上面的长线牵引,并顺着风势施放于天空。早在我国东周春秋时期(距今2000多年),便相传有墨翟以木头制成木鸟,受此启发,他的弟子鲁班改用竹子,并以绢覆之,造出最早的风筝。后来东汉的蔡伦改进造纸术后,坊间便以纸为料,这时的风筝被称为“纸鸢”。到了五代之时,南唐李邺有一次也做纸鸢玩耍,突发奇想,在“鸢首以竹为笛,使风入竹,声如筝鸣”。于是乎,后人便把这种能发出声音的纸鸢称为“风筝”。到了如今,虽然已经没有了这种区别,但是放风筝仍受到广大人民群众的推崇,成为一项喜闻乐见的娱乐活动。大家应该都玩过风筝,不少地方还有专门的风筝节,甚至有不少关于风筝的世界吉尼斯记录。
在我国现存的公元前2世纪的古籍中,已经有关于人们放风筝的记载了。先让我们了解一下风筝是怎么飞起来的吧!相信很多人会脱口而出:是风吹起来的呗!“好风凭借力,送我上青云。”这种结论有道理,但如果再追问下去,风用什么力量怎么就把风筝举起来的?想必不少读者就不甚清楚了。从放飞风筝到飞机上天,我们的祖先苦苦地探索了两千年!风筝在牵线的拉力下与风向必须呈一个适当的角度才能飞起。根据经验如果风筝和风向成为直角,风筝飞不起来,因为这时风筝受的力只会是向后的,没有向上的升力。如果风筝和风向是平行的,风从风筝上下两面吹过,它仍然没有升力,风筝将在风中飘落,这是断线风筝的情况。只有当风筝与风向形成一个适度的锐角,风在风筝上形成了一个向后上方的力,风筝才会冉冉升起。
风筝平面与风向形成的夹角被称之为迎角;风在风筝上产生的向后的力被称之为阻力,向上的力被称之为升力;总的合力被称为空气动力。当迎角为90度时,也就是风向与风筝平面垂直,这时的风只产生阻力,你只能用手拉紧风筝线,拉力与阻力平衡,风筝才不至于被刮跑;当迎角为0度时,风筝基本不受风力的作用,由于自身的重量它会逐渐飘落;只有在风筝的迎角是处于一定的锐角时,这时的空气动力也就是风的作用力变为向后向上的力,驱使风筝升空遨游。此时的空气动力可以被分解为两个力:向后的力是阻力,向上的力即升力。在升力的作用下,风筝升空。风筝的阻力通过牵线与手的拉力平衡,而升力则与风筝的重力平衡,于是千姿百态的风筝上升到一定高度后才会在蔚蓝的天空中飘舞。风筝的尾巴就是个装饰,没它不影响飞行。实际操作中,绳子很难一定就在中轴线上,往往会有偏差,这时可以通过剪掉一边的一截尾巴来起到一定的调节作用。人类若想借助风筝升天的原理使自己也能飞上天,必须解决两个很关键的问题:一是必须自己造出“风”,不再受大自然的摆布;二是必须要制造出能够控制迎角的平面,从而产生足够的升力。