这是用户在 2024-11-20 16:49 为 https://app.immersivetranslate.com/pdf-pro/7d5b246d-2e27-46f1-afff-c8094dba5f41 保存的双语快照页面,由 沉浸式翻译 提供双语支持。了解如何保存?

 飞去来器的世界

西山丰 Yutaka 西山丰
大坂经济大学

在谈到关于回旋镖的三个最常见的误解之后,作者继续解释了为什么回旋镖是新月形的。作者使用岁差运动的原理解释了为什么回旋镖向左转动,为什么它向侧面下降;他通过 “右手定则” 以陀螺仪陀螺仪为例进行全面分析。作者还解释了如何制作和飞行他发明的回旋镖——一个可以在房间内飞行并正确返回的回旋镖。
在谈到有关回旋镖的三个最常见的误解后,作者接着解释了为什么回旋镖是新月形的。作者用旋进运动的原理解释了回飞棒为什么会旋转和福尔斯为什么会向侧面坠落,并以陀螺陀螺为例,用“右手定则”进行了综合分析。作者还解释了如何制造和飞行他发明的回飞棒-一个可以在房间内飞行并正确返回。
这里的篇幅太有限了,无法详细讨论回旋镖这个话题。我本来想就以下问题提供详细的解释:制作回旋镖的方法及其投掷技术、控制和协调的方法,以及作为一项竞技运动的回旋镖;但是,我别无选择,只能在这里省略所有这些实际方面。
这里的篇幅有限,无法详细讨论回飞棒的问题。我本来想详细解释一下回力棒的制作方法和投掷技巧、控制和协调方法以及回力棒作为一项竞技运动的问题,但我没有其他选择,只能在这里省略所有这些实际问题。

我最初的研究(西山,1978)并不详尽,但是,通过参考费利克斯·赫斯(1968)和约翰·步行者(1979)的研究,理论和技术都有了很大的进展,现在可以说已经非常接近完成(西山,1993,1994,1995)。在这篇文章中,我提出了解释,重点是为什么回飞棒飞回来。

 某些误解


有三个常见的原因,为什么回飞棒回来:

  1. 因为它是新月形的

  2. 风力迫使它后退

  3. 遵循着和旋转棒球的曲线运动一样的原理

首先也是最重要的,认为回飞棒会飞回来是因为它是新月形的是一种误解。看看目前流行的回飞棒模型就能解释其中的原因。市场上有三个或四个翅膀的回旋镖。甚至有一些形状像袋鼠或海鸥。这些都是为了让他们回到投掷者。所有这些是否可以被称为回飞棒的问题经常引起争论。对于文化人类学家来说,一个新月形的物体将构成一个回旋镖,不管它是否回到投掷者的位置;另一方面,自然科学家将把任何回到投掷者位置的物体称为回旋镖,不管翅膀的形状或数量。
其次,回旋镖由于风的存在而回来也是一种误解。为此,只需了解即使在没有风的房间内,回旋镖也会回来就足够了。风不是它卷土重来的直接原因。是空气而不是风的存在导致回旋镖回来。只要有空气存在,它就会返回。

第三个也是最后一个假设的原因,即曲线原理导致回报,也是一个误解。当一个棒球在投掷的同时用力旋转时,它要么弯曲要么射出,导致路径的水平变化。这被称为马格努斯效应,以其发现者的名字命名。根据樱井慎二的作品《Nageru Kagaku(The Science of Throwing)》(1992),以0#的初速度投掷的弧线球将以40厘米的水平位移到达18米外的本垒。这种由马格努斯效应引起的方向变化非常小。漫画书《巨人的星星》中的主角从房间里扔出一个棒球,然后在回来的路上接住它,但这纯粹是想象。

为什么回旋镖新月是形状的?

早期狩猎部落的第一件武器是石头和棍棒。当这些被抛向空中时会发生什么?石头会以抛物线运动的方式飞起来,但用棍子不会发生这种情况。即使用很大的力气扔出,棍子也只会在空中旋转,落在地上,不会走得太远。那是因为一根棍子会旋转。石头可以用作材质粒子,但必须将棍子视为刚体。
旋转运动受以下属性控制:静止对象保持静止状态,而旋转对象始终保持旋转状态。这是众所周知的牛顿定律。惯性矩是通过将质量乘以距离的平方来计算的,是一个表示旋转难易程度的物理量。

有三个坐标构成了板的重心的基础。宽度方向形成 x x xx 轴,长度方向形成 y y yy 轴,厚度方向形成 z z zz 轴。三个轴中的每一个都有自己的转动惯量;就相对大小而言,围绕 z z zz 轴的转动惯量最大,其次是 x x xx 轴,最后是 y y yy 轴。

这一点的意义在于,围绕 z z zz 轴的旋转在运动时难以停止,并且在静止时难以开始运动; y y yy 轴旋转最容易停止或开始运动。
另一个有趣的点是关于移动板的重心。如果将新月形的板子抛向空中,则会在中心形成一个空腔,使其很像甜甜圈。该腔体平衡了电路板顶部和底部表面的气压,从而提高了飞行的稳定性(图 2)。正是由于这些原因,回旋镖弯曲成新月形。
图 1.三个惯性矩
图 2.形成空腔

仅靠升力不会使回旋镖飞回

一个回旋镖飞回来了。换句话说,飞行和返回是关键参数。首先,提升力或提升力是使回旋镖飞起来所必需的。
升力是由空气流动产生的;这以两种方式发生。第一个取决于机翼横截面的形状。这称为机翼横截面。飞机机翼横截面的形状表明,上表面是凸的,而下表面是平坦的。当这种形状的机翼在空气中以一定速度移动时,顶面的气流会略微扭曲,而下表面的气流会笔直且不受干扰地通过。由于在扭曲的上表面上交叉的距离更长,因此与下表面动的空气相比,速度会增加。与速度较慢的一侧相比,空气速度较快的表面的气压较低;这种压力差会产生从下表面向上表面的推力。这种推力就是升力,被称为伯努利原理。

在这种情况下,如果机翼的横截面没有显示出上表面是凸的,那么就不会产生升力,这样说对吗?这是不可能的。当把赛璐珞片抛向空中时可以看到,即使在平坦的塑料片中也会产生升力。其次,这里通过一定程度的迎角对抗存在的风而产生升力。迎角是机翼横截面的基线与飞行方向(即气流方向)之间形成的角度。这个角度必须在 5 5 5^(@)5^{\circ} 10 10 10^(@)10^{\circ} 之间

回旋镖左转

投掷回旋镖时重要的是 “垂直投掷 ”并给予 “旋转”。回旋镖投掷中 99% 的失败是由于“水平投掷”造成的。如果观察右撇子投掷回旋镖时投掷方式与回旋镖轨迹之间的关系,则理解为会出现以下三种现象(图 3、4 和 5)。
  1. 垂直投掷会导致回旋镖向左转并返回。
图 3.垂直投掷
图 4.水平投掷
图 5.左转并在水平位置坠落(从上面看) 2.水平投掷会导致回旋镖急剧上升并直接下降。