竹トンボが回転すると上昇するしくみの簡単な説明法

質問

竹トンボを飛ばすとき、回転させると上昇する事実を納得する人が意外に少ないように思います。私は扇風機が風を送る仕組みを例に説明しようとしましたが、説明の仕方が悪いせいもあってなかなか納得してもらえません。うちわや扇子の動かし方では説明しにくいと思いますが、何か分かってもらえるうまい説明法というものがないでしょうか。

回答No.6

Nebusoku3 · ベストアンサー

竹とんぼを　電動ドリルのような回転可能なものに取り付け、回転させ、扇風機のような風が　一方に来ることを見せ、竹とんぼの重さよりもこの風の押し出す力が大きくなった時に飛ぶことを説明されたら如何でしょうか？

場合によっては線香の煙などを併用し、電気ドリルをゆっくり回したときや早くまわしたときの煙の移動の違いなども興味が沸くのではないでしょうか。

この竹とんぼの羽根の　「ひねり」　が　プロペラ飛行機やヘリコプターを飛ばしている原理と同じであることを言うことで更に興味深々ではないでしょうか。

これらをやっても理解できない場合はその人は、年齢的に今がその時期では無いか、見込みが無いと思います。

お礼

なるほどと思いました。おっしゃられて気がついたのですが、竹トンボを両手で揉むようにして回していると一つの方向に回したときだけ顔に風が当たることを利用して体験的に理解してもらうことは難しくないと思いました。ご教示ありがとうございました。

回答No.5

noname#186395

揚力を説明しないからです。判ろうとしない方に説明をいくらしても無駄って事ですよ。

お礼

確かに、竹トンボは飛べばよいというだけの人も多いですね。ご回答ありがとうございました。

回答No.4

ORUKA1951

＞扇風機が風を送る仕組みを例に説明しようとしましたが、
　で納得させられないとなると説明がまずいのでしょう。

　扇風機が風を送れるのは、羽が空気を押し出しているからです。もし扇風機が自由に動ければどうなるでしょう。
　船におもちゃの扇風機を置いてそれを水面に浮かべたら・・
　水を櫂でこぐ代わりに、空気を押しのけてている。

　作用反作用の法則をきちんと理解させておくと良いです。ロケットが宇宙を飛べるか？？？

　竹とんぼの浮き上がる説明よりも、竹とんぼにはもっと複雑な物理も働いています。足つきの竹とんぼを作って、足を少しずつ切り詰めていくと、長いときと、ある程度以上短いときのみ旋回できて、中間の長さでは飛びません。
　また、ヘリコプターはエンジンが停止しても、ゆっくり着地できます。竹とんぼもうまく作れば放り投げただけで旋回してゆっくり降りてきます。

お礼

竹トンボも奥が深いものであることは経験的に理解しております。ご教示感謝いたします。

回答No.3

noname#188107

先日、子供向けの科学実験でブーメランはなぜ手元に戻ってくるか
という講義を一緒になって聞いていたのですが、

羽の形状が揚力を発生させる形状になっている。
というのが最初に出てきます。

http://www.jba-hp.jp/theory.htm

ブーメランの謎はこれに遠心力と重力のバランス
という内容がでてくるのですが、

竹とんぼの場合は、左右の羽の揚力が釣り合うことで、
相殺され、それぞれ上方向の力だけが残るから
上昇するわけです。

まずは、なぜ揚力が発生するか。
そこのところを詳しく理解し、説明してあげたら
わかりやすいと思います。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8F%9A%E5%8A%9B

お礼

ご教示を参考にさせていただきます。ありがとうございました。

回答No.2

funflier

「第三者への説明法」ということなので、これで納得させられるのかは
保証の限りではありませんが、「プロペラは空気中を進むネジである」と
いう概念ではどうでしょう。

ヘリコプターのローターは主として「止まった空気」を相手にする様に
作られているのに対し、プロペラは空気中を進む前提で作られている
違いがあります。竹トンボの上昇中を考えたとき、これはプロペラに
近いということになると思います。

「ネジである」というのは「プロペラピッチ」というものは正にこの
通りであり、プロペラのある部分が一回転でどれだけ前進するかで、
これを全範囲で同じ前進距離にするためにプロペラはねじれている
訳です。
半径Ｒ点のピッチ角度αとピッチＨはＨ＝tanα・2πR という関係に
あります。これは幾何ピッチ（geometric pitch）ですが、別の言い方
をすれば上に向けたプロペラのある一点は距離2πRを進むことで
高さＨを登る、ということです。

もしも、プロペラが寒天かゼリーの中に置かれ、回転すると、ほぼこの
幾何ピッチ通りに前進していくことになります。実際には空気は半固体状
では無いので空気との相対速度でピッチ角度は変わり（有効ピッチ）、
すべり・スリップ分少ないピッチになるのですが、これを考えないと
すれば「プロペラは回転して進むネジ」であることになります。

竹トンボ自体は上昇速度も一定でなく、ピッチ分布もプロペラとは
制作上でも異なっているでしょうし、対象者がどんな人かは解りません
が「空気を押し出した反動」といった概念では納得しないならこうした
概念での説明もあるかと思います。

お礼

ネジは身近なものであるはずですから、うまく話を進められれば納得してもらいやすいですね。次の機会に試みてみます。いつもながらご懇切なご教示をありがたく思います。

回答No.1

Classified

> 回転させると上昇する事実を納得する人が意外に少ないように思います

そういう人は、ヘリコプターはどうやって飛んでいると思っているのでしょうねぇ

お礼

早速のご回答ありがとうございます。要するに何も考えていないということだろうと思います。ヘリコプターより身近な扇風機などについても意外に螺旋のことは知られていないのではないでしょうか。