注意看斧头在空中的运动状态
回旋镖如何才能飞回来?不知道你是否玩过竹蜻蜓?它是我们小时候的玩具,据说在战国时期就已经被发明出来了。竹蜻蜓由两部分构成:一个由木片或竹片制成的细长旋翼,在其中心位置插上一根细竹棍。当用手搓动竹棍时,旋翼会快速旋转产生升力,这时松开手,它就像直升飞机一样升到空中。
竹蜻蜓绕轴旋转
回旋镖不是平直的,它的质心大多数并不位于其中心点,所以你不能给回旋镖也装一个轴。但由于回旋镖是绕质心旋转的,所以我们依然可以将它打磨成直升飞机旋翼的样子。从侧面看,它与竹蜻蜓的侧视图基本相同。
回旋镖的结构视图
机翼的剖面是一个上方弧度比下方弧度更大的水滴流线形,当机翼在空气中运动时,气流通过机翼后会改变方向向下弯曲。根据牛顿第二定律,这种流动方向的变化需要机翼对空气施加向下的力。然后,牛顿第三定律要求空气对机翼施加向上的力。因此产生了与方向变化相反的反作用力升力。在飞机飞行的过程中,机翼对空气施加向下的力,而空气在机翼上施加向上的力。
回旋镖的剖面被打磨成机翼的形状
空气是流体,在流体动力学中有一个著名的伯努利原理,它指出:流体速度的增加与压力的降低或流体的势能的降低同时发生。换句话就是速度越快压强越低。机翼上方的空气速度相对于下方空气的速度更快,因此机翼上方空气的压强比下方更小,机翼被空气抬升。