出品:科普中国
制作:科学苹果团队
监制:中国科学院计算机网络信息中心
一年一度的端午节又到了,每到端午节,除了吃粽子、插艾草、给孩子挂香囊、拴五彩线,我们还能做些什么和孩子一起度过这样一个有着深厚历史文化底蕴、有着美好寓意的节日呢?
让我们来看看中科院的爸爸是怎么带孩子度过一个好玩有趣、寓教于乐的端午节的吧!
端午龙舟DIY,动手动脑更动情
“鼙鼓动时雷隐隐,兽头凌处雪微微。冲波突出人齐譀,跃浪争先鸟退飞。”端午节赛龙舟已成为经典的风俗习惯,端午将近,来和小朋友们做一艘自己的龙舟吧!
纸龙舟的做法
准备材料:正方形纸1张 将一张正方形的纸十字折。
将四个角的顶点全部和正方形的中心点对齐,打开。
把正方形的两边向中线对折。
拉开两边。
形成连体船。
反一面,中心对折。
返回前面。
拉开上、下层。
上面两边翘起来的小三角拉出。如图,全部拉开。
左右两边向后折。
如图折好。
反一面,把右边的小三角折起。
再中心线对折。
左边三角如图中心线对折。
翻回正面。
如图向后折。
注意这步,捏住右边长方形往上拉,一直拉出为止。
捏住左边三角形往上拉,一直到拉出来止。
如图整理船底。
左边尖三角形为船头,把船头折下一半,类似龙头,这样就完成了。
手工龙舟的设计不仅能够加深孩子们对中国传统节日的了解,还能通过亲自合作制作龙舟来培养孩子们的动手能力和创新能力。
龙舟是做好了,就可以开始进入了端午活动的重头戏了:探秘划龙舟里的力学奥秘!
龙舟里的力学奥秘——划手必须划得快且划得长。
龙舟的速度受划长和划频的影响,所以龙舟要快划手就要划得快且划得长。
龙舟的速度=划长*划频
划长是什么呢?划长是指桨入水、划水、起桨、再划水一个周期,龙舟前进的距离。
划长受哪些因素影响呢?桨产生的推动力与船所受到的阻力两个因素的影响。增加桨的推动力同时将船的阻力减至最低,则划长增加,进而速度加快。推动力是就是桨划水时产生的阻力FD。
CD为阻力系数,φ是流水密度,A是桨划水时与水接触的正面面积。V是划速。
可见增加A、V可以使FD加大,进而增加划长,使船的速度加大。
划频又是什么呢?是在水中用力的时间与桨在空中恢复时间的总和,就是一个周期对应的时间。桨在水中用力时间加长,工作距离加长,有利于舟的推进。而桨在空气中恢复时间由于空气阻力小于水的阻力,所以要短。
就推动力而言,划手必须划得快且划得长。
运动力学
W=F×L,相同推动力下,臂长运动L越大,运动做功W越大,而根据W=MV2,质量不变,速度V就得到提升。
理论知识学完了,那么实践中如何能划得快划的长呢?
划手的划桨姿势:蹬船把腰拉回
根据上述公式知道,桨迎水面积越A大,推动力F就大,划长就大。而桨叶在垂直位置的迎水面积A最大,运动员此刻应使出全部力量,且为了延长桨叶处于垂直位置的时间,运动员应当不改变手的位置,而只是转动身体。即蹬船把腰拉回,高位手弯曲把住浆把,低位手伸直,保持浆干垂直水面。外侧腿发力,充分发挥腿、腰、背、肩及两臂肌肉群的合理,通过蹬腿把动力送上去。拉浆要紧靠船舷。在桨叶通过垂直位置后,桨叶猛拉成锐角方向运动,以减小迎水面积。(出浆要快否则就变成了桨叶挡水)
划手的划桨方式:划水前手臂与桨与水面成30。
划水前手臂和桨尽量前伸,与水面成30度角度,桨急速划水至于水平面成90度直角时,以最大力量向后划水,使桨向后推水时,得到客观条件下最长力臂L,划桨做的功W=F×L最大,而根据W=MV2,船质量M不变,龙船速度V就会加快。
做了龙舟,学了知识,快带着你的孩子玩起来吧!
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