【毕业论文】神奇的回旋镖

【毕业论文】神奇的回旋镖 理论力学小论文 李冠华 010664 机械15班 神奇的回旋镖 摘要:本文将对回旋镖作介绍，并对其运动原理、制作方法及投掷技巧利用力学知识进行初步探讨。 关键词:回旋镖，陀螺效应，空气动力 正文:“婆曼郎”(Boomerang)是澳大利亚土著人所用的一种曲形硬木飞镖，这种飞镖若是未击中目标，即返回投掷者原处，所以又称“飞去来器”、“回旋镖”。 据报道，有人曾亲眼目睹过澳大利亚土著人用这种飞镖猎物的精彩镜头:“一根飞来棒从一名土著手中飞出去，它不偏不倚的打中了一只飞鸟，奇怪的是他并不因此而停止飞行，依然不停的转动，接着又打伤了两只鸟，即使这样，它还是继续飞行，又打中了三 只惊飞中的鸟。” 当你看到这一幕时，一定会感到不 可思议，但是据考古学 家发现，早在远古时 代，原始人就已掌握 了这种返回术。他们能制作这种奇怪的飞镖，并用来猎取食物。 那么，如何解释回旋镖的返回功能呢,下面我们就来探讨一下。 飞来飞去器的外形颇象两个以69—70度的夹角连接在一起的飞机机翼。投掷时，操作员用手抓住一个机翼的翼尖将飞来飞去器掷出。使它高速旋转前进。 1 理论力学小论文 李冠华 010664 机械15班 飞来飞去器在向前运动一段距离后即会自动盘旋返回。飞来飞去器飞行时，操作员从上面方向看，右手投掷的飞来飞去器呈反时针方向的旋转。左手投掷的飞来飞去器呈顺时针方向旋转。而且投掷时，应使回旋镖的旋转平面大体上垂直于水平面，且翼型的凸面必须朝向左方(右手投掷)。 具备了上面的条件，投掷者只需在出手时给予回旋镖一个每秒几米的初速度，就足以使它返回。 当回旋镖被掷出之后，它受到空气动力、重力、以及空气阻力的联合作用，但与空气动力相比，后两种力的影响较小，为了说明问题的实质，我们只讨论空 气动力作用 的效果。 当你用 右手按正确 姿势掷出回 旋镖之后， 出手时的初速度叠加上回旋镖的自旋速度，就会在其周围产生一股加速运动的气流，由于回旋镖的两臂具有飞机翼型的断面形状，所以这股气流的空气动力作用将产生一个垂直作用于回旋镖叶片表面的“升力”。不过，这里用“升力”两个字似乎不够准确，因为回旋镖在投掷时处于铅锤平面内，而且保持翼型的凸面向左，所以垂直作用于回旋镖叶片的空气动力升力的实际方向，应当处在一个与水平地面相平行的平面上而且指向左侧。显然，这个空气动力的方向也总是跟回旋镖的投掷速度及以后的飞行速度保持垂直的，提供了迫使回旋镖作圆周运动的必要条件—— 2 理论力学小论文 李冠华 010664 机械15班 向心力。由此可见，回旋镖在投掷之后，一方面继续保持自旋，另一方面在空气 动力的作用下还要做公转(进 动的陀螺效应)，这就是回旋 镖所以能返回的奥秘所在。 以上分析表明，一名选手 要成功的表演好回旋镖，应掌 握好投掷速度以及出手时回 旋镖所应具有的自旋角速度。 如果投掷速度太慢或自转角速度太低，回旋镖自重的影响将会十分显著，而空气动力作用却相形见绌，产生不了完成一周公转所必需的向心力。因此，表演者在训练时必须把握下面3个因素的相互作用:投掷速度、回旋镖的自旋、空气的动力与阻力。只有将这3个因素有机的结合在一起，才能熟练的把回旋镖以适当的角度、力量和方向投掷出去，从而取得良好的效果。 参考文献:《力学万花筒》 (1988年) 工人出版社 《飞来飞去器制作技术》 华明科技信息站 3