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趣味:紙飛行機が飛ぶ理由

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本物の飛行機が飛ぶ(浮く)理由は、主翼の上面が湾曲しているためですが、(流線曲率の定理による)紙を折って作った紙飛行機の場合には翼が平面ですから説明できません。
しかし、紙飛行機は飛びます。
もったいぶりましたが、この原理は翼の下側から風が当たったら翼が上方に力を受けると言う簡単なものです。
お正月に遊ぶ凧と同じです。
amazon.co.jp⇒凧・カイト(西洋凧)
凧の場合は風を受けることによって生じる上向きの力を人間が糸(紐)を介して下向きに引っ張って抑えることによって一定の場所に留まっています。

紙飛行機の場合は人間が凧のように糸を持ってつりあわせる訳にはいきませんから、飛行機の先端に錘を付けたり、紙を何重にも折り曲げて飛行機の頭部を重くします。

上のA図は錘を付けていない状態です。
風(相対的な空気の流れ)を斜め下から受けると翼は上方から右方向へと回転して飛行機は墜落してしまいます。

B図のように先端に錘を付け、錘に働く重力のために生じる下向きの力と、風を受けることによって生じる力とをほぼ打ち消します。
完全に打ち消し合ったら翼が水平になってしまい、翼が不安定になってしまって墜落することもありますから、若干上向きの力を強くして、翼の下面で風を受けるようにしておきます。
amazon.co.jp⇒紙飛行機の本と模型
以上の説明でお解かりのように、紙飛行機は難しい玩具です。
風を受けて生じる上向きの力は風速すなわち飛行機の進行速度によって変わるのに、その力を打ち消すように付ける錘の重さを風速に合わせて変えることが出来ません。


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