春天到了,天空中有各色各样五花八门的风筝。不知道在放风筝的时候,你会不会奇怪为什么当人向前牵拉风筝时,它会腾空而起,飞到风中?如果你弄明白风筝升空的秘密,你也就能知道为什么飞机能飞,蒲公英的种子能在空中飞舞,飞旋镖能做奇怪的运动的部分原因。因为从本质来讲,上述现象中的科学原理是一样的。
风筝腾空而起,起到最关键作用的就是空气的阻力,这也是飞机腾空飞行的前提条件。如图3-4所示,如果以 MN 线为风筝的断面,当人们放风筝拉到那根风筝线时,风筝会因为它尾部较重而在倾斜的情况下运动。假设风筝运动是由右向左的,我们用 a 来表示风筝平面和水平线中间的夹角,也就是风筝平面的倾斜角。此时此刻作用在风筝上的力有空气施加的阻碍风筝运动的压力如箭头 OC 所示。因为空气的压力一直是垂直于地面的,所以 OC 和 MN 成直角。压力 OC 根据力的原理可以分解为所谓的力的平行四边形,从而得到 OC 分解的两个力 OD 和 OP 。其中 OD 阻碍风筝原有的运动速度, OP 则使风筝向上减轻了风筝的重量。当 OP 的力量足够大超过风筝的重量时,风筝就会升起来。这就是为什么我们向前牵拉风筝,会让风筝飞更高的原因。
图3-4 作用在风筝上的力
飞机腾空的道理也一样,只不过手的牵拉力变成了螺旋桨或者喷气式发动机的推进力。我们在这里仅作简要的介绍,在后面的章节中会给大家详细讲解飞机是如何升空的。