螺旋桨的推力
一、展示目的
展项通过观众互动参与的方式,让观众了解到牛顿第三定律(作用力与反作用力)的相关知识。
二、科学原理
牛顿第三运动定律的常见表述是:相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大
小相等,方向相反,作用在同一条直线上。该定律是由艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中提出的。
螺旋桨桨叶旋转时将前方空气吸入,产生的气流生成一个向后的力,这就是反作用力即螺旋桨的推力。飞机的螺旋桨单支桨叶为细长而又带有扭角的翼形叶片,桨叶的扭角相当于飞机机翼的迎角。桨叶的剖面形状与机翼的剖面形状很相似,前桨面相当于机翼的上翼面,曲率较大,后桨面则相当于下翼面,曲率近乎平直。桨叶在高速旋转时,由于前桨面与后桨面的曲率不一样,气流对曲率大的前桨面压力小,而对曲线近于平直的后桨面压力大,因此形成了前后桨面的压力差。
牛顿第三定律特点:
牛顿第三运动定律研究的是物体之间相互作用制约联系的机制,研究的对象至少是两个
物体,多于两个以上的物体之间的相互作用,总可以区分成若干两两相互作用的物体对。
作用力和反作用力是相互的,互相依赖相为依存,均以对方存在为自已存在的前提,没
有反作用力的作用力是不存在的;力具有物质性,不能脱离开物体(物质)而存在;力总是两个以上物体之间的相互作用产生的。
牛顿第三定律也具有瞬时性,即作用力和反作用力的同时性,它们是同时产生、同时消
失、同时变化,作用力与反作用力的地位是对等的,称谁为作用力谁为反作用力是无关紧要的。
三、功能描述(技术方案)
展项由护栏、螺旋桨装置、地台等组成;参与时观众走进展项,在管理员的指导下坐上
座椅,系上安全带,双手握紧把手,踩动脚踏板,螺旋桨受到驱动慢慢旋转,带动气流给予向后的反作用力(即螺旋桨的推力),螺旋桨装置便在这个力的作用下转动。
加快踩动踏板的速度,还可以体验展项做圆周运动的快感!展项主要展示牛顿第三定律
(作用力与反作用力)的相关原理与知识。
四、操作说明
坐上座椅,双手握紧扶手,踩动脚踏板,体验旋转“木马”的感觉。