不對稱之美---大葉桃花心木種子飛行軌跡的分析

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2012年
科別
物理與太空科學
得獎情形
四等獎
學校名稱
國立中科實驗高級中學
指導老師
胡裕仁;蔡明致
作者
蔡亞婷
關鍵字
上反角,俯仰角,圓錐角

摘要或動機

大葉桃花心木的種子是單翅種子,經測試發現它的結構有降低終端速度及飄移過程具方向性提高種子分佈間距的特性,研究結果顯示: 1.飛行軌跡可分成五個時期:自由落體期、減速期、緩飛期、加速期及終端速度期。 2.種子旋轉飛行軌跡的前進比(advance ratio)屬於推進效率<1的滯空旋轉型態。 3.種子翼面有上反角可因白努利現象造成下壓力,提供水平飄移位移及產生公轉,增加種子之飄移間距。 4.種子載重位置可提供旋轉過程的圓錐角,翼面展長一端有肋痕重量,提供旋轉過程的俯仰角。對飛行過程升阻力的影響:俯仰角>圓錐角。 5.種子翼面有截角可減少抗力矩,比較容易啟動旋轉飛行。 6.遠距自由墜落之過程,載重量越大偏移距離及公轉半徑越遠。 本次成果是藉由單翅種子的簡易飛行模式,在材料、結構及應用上,比雙翅及螺旋更簡易且方便,適合設計為滯空載具。


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