Представьте, как изящное каноэ скользит по воде. Оно настолько обтекаемо по форме, что почти не порождает волн, следуя своим путем. Объекты с обтекаемыми формами так же легко движутся и в воздухе, встречая малое сопротивление. Угловатые предметы всегда испытывают большее противодействие среды, чем такие же, но с округлыми очертаниями. Форма тела у рыбы, которая должна быстро плавать, просто не может не быть обтекаемой. Голова тунца, например, имеет округлые обводы и притуплённую форму, его тело в первой трети несколько расширяется, а к хвосту заметно сужается. При таком сложении тунец встречает меньшее сопротивление воды, чем если бы он имел остроконечную переднюю часть и утолщенную заднюю. Вода обтекает тунца по сторонам, а затем оба потока встречаются, не создавая турбулентности. Эксперимент «Соревнование форм» позволит вам сделать свои объекты и проверить на практике, насколько обтекаемы могут быть те или иные предметы.
Движущиеся в воздухе объекты встречают сопротивление атмосферы и точно так же испытывают на себе давление среды неподвижные объекты, когда дует ветер. Воздушные змеи, один из которых описан далее, держатся в воздухе, потому что их поднимает и несет сила ветра. Вот уже более 3000 лет люди делают и запускают воздушных змеев. Самый важный, хотя и незамысловатый, их секрет заключается в том, что змей должен быть максимально легким, но при этом захватывать как можно больше воздушных потоков. Устройство змея, рассмотренного в нашем проекте, известно на практике много сотен лет. Попробуйте запустить его сначала при устойчивом ровном ветре и поэкспериментируйте с уздечкой и длиной хвоста.
Как проявляется действие воздушных потоков
Струи воздуха мягко огибают объект обтекаемой формы (вверху). Угловатая форма объекта порождает сзади него завихрения и усиливает сопротивление его движению в среде.
«Соревнование форм»
Слепите из комочков пластилина объекты различной формы (как показано выше), точно выдерживая размеры этих предметов, а затем устройте им «подводные состязания» — самый обтекаемый достигнет дна первым.
Соорудим воздушный змей
Вам понадобится:
Ручка; линейка; две бамбуковых (или тростниковых) палочки — одна по длине должна составлять две трети другой; крепкая нить или тонкая бечевка; ножницы; скотч; лист ткани или полиэтиленовой пленки; клей для этих материалов; цветная бумага.
Чтобы сделать раму, сначала отметьте середину короткой и одну треть длинной тростинки. Свяжите их крестообразно крепкой ниткой точно в том месте, где отметки накладываются друг на друга.
Свяжите нитью все концы тростинок, обмотав ею поочередно каждый. Это зафиксирует фигуру и усилит конструкцию змея, когда вы полностью его сделаете.
Наложите раму на лист ткани или пленки. Вырежьте по контуру, оставляя припуск — полоску шириной в 2 см вдоль каждого края. Эти поля нужны, что обернуть нить, очерчивающую контур воздушного змея.
Заверните края основы вокруг контура рамы и приклейте их клеем для ткани (или скотчем, если основой служит полиэтиленовая пленка). Пусть склейки высохнут.
Привяжите отрезок нити к длинной тростинке так, как показано на фотографии, — это называется «уздечкой воздушного змея». К ее середине прикрепите крепкую нить или тонкую бечевку, которая свяжет змей с катушкой или клубком у вас в руках.
Согните несколько листов бумаги так, чтобы придать их поверхности складчатую форму. Привяжите их на расстоянии примерно по 25 см друг от друга к отрезку нити или бечевки, вдвое превышающему длину вашего змея. Прикрепите хвост к нижней части змея.
Ну вот, ваш змей готов к полету! Пусть ветер дует вам в спину. Вытравите примерно 10 м привязного «каната». Попросите кого-нибудь из взрослых плавно запустить змей в небо. Если ветер слабоват, бегите ему навстречу и тяните за собой змей — пусть он покажет свои летные качества. Далее вы можете самостоятельно поэкспериментировать с другими материалами и формами, чтобы определить, какие из них окажутся лучше.