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让风筝一飞冲天需要几个步骤?

来吧,先学点动力学知识,保管你事半功倍。

题画诗

(清·吴友如)

只凭风力健,

不假羽毛丰。

红线凌空去,

青云有路通。

阳光明媚,夏风宜人,正是风筝腾空而起的好时节。放风筝是我国传统的休闲娱乐活动之一,也是古代文人墨客抒发豪情的精神寄托。

想不想知道,怎么让你的风筝一飞冲天,成功引来其他小伙伴羡慕嫉妒恨的眼神?

在放风筝之前,我们不妨先来研究一下放风筝过程中的力学原理吧!

风筝的受力分析

风筝在空中漂浮时,主要受到自身重力、风的推力(这里简称推力)以及牵引绳拉力的作用,如下图所示。

风筝的受力分析,作者自制

其中,风筝自身的重力大小不变,方向竖直向下;推力随风力大小而改变,方向垂直于风筝表面斜向上;而牵引绳的拉力随牵引绳自重和人手施加的拉力而改变。

当推力的竖直分力大于风筝自重和牵引绳拉力的竖直分力时,风筝会越飞越高;当推力的水平分力大于风筝自重和牵引绳拉力的水平分力时,风筝会在水平方向远离我们所处的位置;而当三力平衡时,风筝就会稳定地漂浮在空中。

了解了风筝的受力情况,我们就可以有针对性地放风筝了!

风筝的起飞阶段

在起飞阶段,风筝需要受到足够大风力的推动,才能从我们手中起飞。由于建筑物、植物等的阻碍作用,地面附近的风力通常不是很大。因此,当风力不足以托起风筝时,我们需要通过助跑来增加风筝受到的推力。在助跑过程中,要尽量将风筝处于45°左右的倾斜状态,合适的角度可以让风筝很快受到足够强并且倾斜向上的推力。

风筝的起飞阶段,图源见水印

风筝迎着风快速上升时,会很快将牵引绳拉紧。此时,我们应当及时放出手中的绳子,以配合风筝继续升空。由于风的方向和风力的大小是不稳定的,所以我们放出牵引绳的速度快慢要掌握好。

处于不稳定状态的风筝,图源Youtube

在风筝受到不规则乱流扰动时,如果我们把牵引绳拉得太紧或放得太松,那么就无法及时根据风力来调整牵引绳的拉力。一旦风筝受到的不平衡力逐渐累积而无法得到修复,就会不受控制地坠落下来。我们可以使用质量较好的滚轮来方便地放出或收回牵引绳,能起到事半功倍的效果。

滚轮可以帮助我们更好地控制牵引绳,图源淘宝

风筝的漂浮阶段

通常情况下,远离地面的空中风力比较稳定,没有太多乱流对风筝造成影响。因此,当风筝顺利地起飞,并上升到一定高度后,我们便可以欣赏飞在空中的风筝啦!一般来说,飞行高度为300米至600米的风筝就已经具有相当的观赏性了。而要想让风筝飞得再高一点,则不光需要放飞技巧,还需要在风筝和牵引绳的材料上下功夫。

组合风筝,图源Wikiwind

根据上文的受力分析可以知道,风筝和牵引绳的重力是抵消推力在竖直方向上分力的主要因素。同时,风筝在高空中受到的风力非常大,因此我们应该选用质量轻,同时韧性强的风筝面料、骨架以及牵引绳。

龙头蜈蚣风筝,图源Wikiwind

为了让风筝飞得更高,专业的风筝爱好者还会选用组合风筝、蜈蚣风筝等不同类型的异型风筝来“捕获”更多的风力,以抵消牵引绳的重力。

放风筝要注意安全!

不过,即使可以找到高质量的风筝和牵引绳,也不要盲目地将风筝放得太高!高空中风力强劲,在突袭大风的作用下,快速放出的牵引绳很容易割伤手部。一旦风筝失控掉到地面,长长的牵引绳就成了难以控制的安全隐患。例如,每到放风筝的季节,风筝线引发的交通事故便层出不穷。

风筝线可以轻松切下黄瓜,图源央视新闻

因此,建议大家在放风筝前做好充分防护准备,不要盲目选用面积较大的风筝,以防在强风下难以控制,同时尽量选择空旷的场所放风筝,远离建筑物、公路和高压电线等设施。放风筝本是一项娱乐活动,千万不要乐极生悲啊!

作者:流火

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