檢視吹箭的原始碼

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原作者：謝迺岳<br>
關鍵詞：功能原理，拋體運動，重心<br>
同義詞：吹矢，管箭<br>
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夜深了，鳥兒都在樹上沉睡了。幾位原住民小朋友在大哥哥的帶領下，輕步挪到大樹前，舉起長桿，插入箭矢。大家屏氣凝神，在大哥哥的一個眼神示意下，同時吹出箭矢；中箭的鳥兒紛紛落地，竟然沒有驚醒其他的鳥們。於是小朋友們再度裝上箭矢，舉起長桿……。
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==探究問題==
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吹箭的製作要點是什麼？如何吹才能射得遠？吹箭的裝置在現代有什麼應用價值？
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==實作項目==
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#材料 <br>粗吸管，細吸管，粘土<br>
#製作<br>把粗吸管的一端剪開成1cm的縱裂紋，把另一支粗吸管塞入裂紋後，就可以連結粗吸管成為不漏氣的吹管。<br>
#操作<br>使用吹箭時，先把細吸管放入粗吸管中，用口含住粗吸管用力吹氣，箭矢就能飛出。<br>
##猜測：在細吸管的前端塞粘土；是否粘土愈多，箭矢飛得愈遠？先猜想再實做。
##猜測：連接數支粗吸管成為吹管；是否吹管愈長，能使箭矢飛得愈遠？先猜想再實做。
##猜測：吹管的仰角為幾度時，吹箭的射程愈大？先猜想再實做。
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==結果與討論==
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必須把細吸管的尾端剪成數片花瓣，將箭矢塞入粗吸管時花瓣靠近口部，吹氣時則不易漏氣而能飛得較遠。
#結果：粘土的作用有二：調整箭矢的重心向前（飛行時的空氣阻力較小），增加重量（降低空氣阻力對箭矢的影響比例）。因此有最佳化的位置與重量，在本實驗中應該將重心移至箭矢前端1/5長的位置。
#結果：吹管愈長，吹氣施力的距離也愈長，作功也愈大，使箭矢獲得較大的動能（功能原理）。然而當箭矢在管中運動時，吹管內部的空氣不易被排出而形成很大的阻力，因此較長的吹管反而使箭矢的出口動能減小。另外，本實驗的吹管由數支吸管連接而成，太多支粗吸管會造成吹管彎曲、連結處會造成卡彈、長的吹管壁有較大的摩擦力等，也使箭矢減速；因此吹管應有最佳化的長度。
#結果：在簡化與理想化的模型中，如果質點從地面抛射的仰角為45度時，可以達到最大的水平射程。然而我們站立射擊時，應該使仰角降低而獲得較大的射程。另外，箭矢是長條狀物體，受到空氣阻力與浮力的影響，在飛行時箭頭會上揚（失速），因此吹管的仰角應該更低。

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==教學目標==
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不限年齡與教育程度，若是計算射程則須中學以上。
#知識上：認識原住民的吹箭，學習功能原理，理解簡化與理想化的限制。
#技能上：學會最佳化吹箭的方法，能夠計算射程。
#情意上：喜歡原住民傳統科技，不畏懼科學的計算，願意與他人分享與競賽。
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==應用==
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#在科學上：重心，功能原理，拋體運動，流體力學的學習。 
#在科技上：鐡公路隧道的流體力學，真空運輸管道的設計。
#在藝術上：美化吹箭的吹管與箭矢，射遠與射準的競賽。
#進階活動：依箭矢的射程與吹管的高度及仰角，推算箭矢的出口速度。
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==參考資料==