STEM X 校園:走出課堂試揸飛機

[2017.05.22] 發表
陳頌康
陳寶儀
舊機場昔日是飛機上升、降落的地方,現時在這個社區內上學的四年級學生(左起)周錦泓、李柏熙、郭芷茵來告訴大家,他們所學會的知識吧!
圖A
圖B
李日朗
楊裕新
圖C
圖D

【明報專訊】聖公會聖十架小學校長陳頌康說,STEM學習有3種模式,分別是課堂內學習、課外活動式學習及拔尖式學習,這次全校學生透過課堂內學習的模式,以專題研習來認識飛機飛行原理,當中原來有原因,校長說:「我們於今學年搬來位於舊機場範圍的新校舍,故與常識科主任陳寶儀等想到結合這個社區的特色,以『飛機』為主題學習STEM。」

■紙飛機認識重力、阻力、升力及推力

你會摺紙飛機嗎?別輕看這小玩意,它可讓大家了解重力、阻力、升力及推力!

同學們問:「摺紙飛機鬥遠還是鬥久?」原來有分別!

大家來猜猜,鬥遠和鬥久分別是哪一架?為什麼?(圖A、圖B)

錦泓、柏熙、芷茵摺過紙飛機,錦泓留意到重量(重力)對飛機飛行快、慢的影響。芷茵則通過比賽及不斷改良,明白飛機對稱的重要,因為對稱才可令飛機平衡。柏熙也說:「我學會了計算速率,即一段特定時間內飛機可以飛多遠。」

■飛機飛行原理

常識科教師李日朗的小提示:

伯努利定律

飛機要在天空飛,首先要克服兩大難題——有重量就會下降的地心吸力,以及當飛機前進時、空氣與它相反的力量——阻力,根據伯努利定律,當推動飛機前進的「推力」大於阻力、飛機向上升的「升力」大於重力,飛機就可以起飛上升於空中了!

重力→紙飛機的重量

推力→拋射紙飛機、讓它向前的力度,紙飛機靠人手或紙飛機發射台推動

升力→當氣流或流體的流動速度不同,會產生不同的壓力。機翼上方的氣流比機翼下方的快,代表了其壓力較小,由較大壓力的機翼下方將飛機向上舉起,因而可以上升。

阻力→影響紙飛機的升力和阻力的因素主要是機翼的面積,面積愈大,空氣的升力及阻力也會愈大。

看過提示,大家知道答案了嗎?紙飛機本身是沒有動力的,需人或發射台拋射,而機翼提供的阻力會減慢它下降的速度。

根據提示,面積愈大,阻力愈大,只要紙飛機能保持平衡,有較大面積的紙飛機,可以減慢下降速度,飛得較久!這種現象便稱為「滑翔」。

雖然真飛機的構造及製作原理複雜得多,但從紙飛機中可了解飛機在空中承托重物前進的原理,算是認識了起飛的秘密呢!為了讓同學有更真實體驗飛機起飛時的狀態,學校特意設置模擬小型飛機駕駛艙(圖C),當中使用了成人小型飛機師課程所用的學習軟件——Microsoft Flight Simulator,常識科教師楊裕新說:「軟件有很多功能,可讓同學完全了解飛機實際操作過程,現階段同學先用此學習起飛,其他例如飛機降落的原理及操作,比較複雜,暫時還未接觸到。」從紙飛機中,學到飛機起飛會遇上阻力,現在可通過Flight Sim,控制飛機起飛,要學習飛機可以移動方向的秘密呢!

■考考你

紙飛機需靠人為提供推力,而且不能控制方向。真的飛機不單可以飛,還可控制方向,靠引擎產生極大的推力,用機翼、方向舵與升降舵的設計來控制方向、改變飛行姿態,你知道它們的位置及功用嗎?在(圖D)填入正確答案!

A. 副翼:幫助飛機左、右轉向

B. 方向舵:左右擺動,控制飛機向左、右航行

C. 升降舵:上下擺動,控制機頭向上、向下

■知多點

啟德機場

啟德機場於1925年至1998年7月6日期間運作,後來香港國際機場遷往赤鱲角。2007年政府展開啟德發展計劃,重新規劃啟德機場範圍,建成啟德郵輪碼頭、公屋、小學等,改建成市民可共享的社區,未來還會興建香港兒童醫院!

■想一想

1. 除了飛機上升、移動方向的操作,你還想知道飛機哪些知識?為什麼?

2. 你認為學習飛機的知識,與社區連結有何關係?可以怎樣應用於社區中呢?

■關鍵詞

伯努利定律 Bernoulli's principle

反作用力 reaction force

地心吸力 gravity

上升 lift

文:大海

圖:大海、學校提供

[常識學堂 089期]

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