風火輪流轉~天燈浮力、阻力及側風力之研究
我們利用木板及壓克力板,製作浮力、阻力及側風力測量裝置,並利用粗細的吸管進行氣流的整流。將鐵絲用點焊機焊接後,製作天燈的模型外框,並在外部包覆宣紙製成耐用的天燈模型。我們利用此測試模組測試了方形、長型及梯形天燈,並發現天燈內部的浮力和其體積成正比關係,而阻力及側風力都會隨著風速的升高而變大。長形天燈比方形天燈有較好的浮力效果,但側風力及阻力仍然很大。梯形天燈具有更好的浮力效果,且阻力和側風力皆較方形天燈小,加上上蓋後,不僅浮力效果變好,也降低了垂直阻力及上側風力。在天燈周圍裝上擾流翼後,發現天燈會因熱氣溢出的關係而推動擾流翼產生自旋效果。最後綜合研究,利用Excel 發展出天燈飛行軌跡的分析模型。