Дослідницький проект «Бумеранг Просто палиця чи щось більше»
«Бумеранг: Просто палиця чи щось більше?».
МБОУ ЗОШ № 32 м. Томська
Бумеранг- різновид дерев'яної метальної паліці. У минулому — бойова та мисливська зброя у Стародавньому Єгипті, Південній Індії, Південно-Східній Азії, Індонезії (Полінезії), Африці, Північній Америці, на Уралі, Європі. У австралійських аборигенів поширені бумеранги, що повертаються, що являють собою вигнуту пластину з нижньою плоскою поверхнею і верхньою — опуклою. Зараз бумеранг використовується для відточування спритності рук і для розваги.
Судячи з розкопок, бумеранг, що не повертається, був відомий багатьом народам. Перші бумеранги, віком близько 10000 років, були важкими і товстими і мали дальність кидка до 180 м. В наші дні такими бумерангами користуються деякі африканські племена і індей.
В Австралії вони збереглися тільки тому, що там не була винайдена цибуля — набагато ефективніша зброя полювання та війни. Конкретної країни та народу-творця бумерангу невідомо. Однак, швидше за все саме в Австралії придумали бумеранг, що повертається.
Подібна зброя використовувалася в Стародавній Греції. У Стародавньому Римі цей пристрій описували як традиційне озброєння кельтських, галльських і тевтонських племен.
У наші дні у США та Австралії проводяться змагання з метання бумерангу. У таких змаганнях оцінюється дальність, точність та час польоту.
Спочатку, мабуть, був винайдений, як модифікація метальної палиці, бумеранг, що не повертається — так званий «бойовий бумеранг». Його довжина близько метра, він вигнутий набагато меншою мірою, ніж його родичі, що повертаються. Два його плечісплощені і мають аеродинамічний профіль, що грубо нагадує профіль гвинта вертольота: нижня частина більш плоска, ніж верхня, задня кромка трохи загострена - у порівнянні з передньою. Його кидають майже горизонтально, надаючи природне для кидка палиці обертання, але навколо вертикальної осі. При правильному кидку зброя летить майже паралельно землі на відстань до двохсот метрів, що забезпечує підвищену ймовірність поразки будь-якої мети.
Типовий бумеранг має у відстань між кінцями 38-46 див і кут між плечима 70-110 градусів. Форма бумеранга, що повертається, відрізняється від бойового більшою вигнутістю, меншою відносною товщиною і близькістю профілю плечей-крил до профілю літакового крила. Розмір і вага — менша, так що початкова швидкість виявляється вищою, ніж у бойового. Його можна використовувати для полювання на дрібну дичину, але основне вихідне призначення – ритуальне, пізніше – спортивне та розважальне.
Бумеранг здатний пролітати дистанцію 90 метрів і підніматися на висоту до 15 метрів.
Сучасні, не сувенірні бумеранги роблять із дерева, фанери, міцного пластику чи легкого металу. Кидають бумеранги, що повертаються, інакше, ніж бойові — обертання їм надають у вертикальній площині.
^ Траєкторія польоту бумеранга.
Бумеранг, що повертається, запускається у вертикальній площині. Якщо бумеранг запустити горизонтально (як тарілку, що літає), він не повернеться. Політ "бумеранга для правші" виглядає так. На початковому етапі бумеранг ухиляється ліворуч і одночасно нахиляється праворуч. У якийсь момент він майже лягає праворуч і одночасно задирає передню частину кола обертання вгору, починаючи різкий рух вгору-ліворуч. Продовжуючи поворот ліворуч, він знижується та повертає до місця кидка. Якщойого не ловлять, то бумеранг пролітає далі і знову робить виток меншого розмаху. В ідеалі після кількох витків він повільно опускається поблизу точки кидка, продовжуючи досить швидко обертатися як крилате насіння клена.
^ Чому бумеранг повертається?
Які ж сили діють на бумеранг, кинутий горизонтально і обертається у вертикальній площині? Через несиметричність профілю плечей у нього, як і у крила літака, виникає підйомна сила F. Крім того, на плече бумеранга діє сила опору повітря Q.
Результуюча цих двох сил прагне розгорнути його. Величина кожної з цих сил пропорційна квадрату швидкості, і зрозуміло, що вони не рівні, якщо розглядати два плечі. У верхній точці швидкість польоту бумеранга V складається зі швидкістю обертання U, а нижній віднімається.
Таким чином, бумеранг зазнає дії сил F та сил опору, що прагнуть розгорнути його навколо горизонтальної та вертикальної осі. Але цього переміщення при запуску не відбувається, тому що бумеранг, дуже швидко обертаючись, набуває стійкості дзиги або дзиги. Часто площина бумеранга, що займає майже вертикальне положення на початку польоту, наприкінці шляху стає горизонтальною. Це тим, що сили, розглянуті вище, змушують бумеранг поступово повертатися, що й пояснюється настільки складна траєкторія його польоту. Якщо бумеранг запустити з удвічі більшою швидкістю, швидкість нахилу його площині також збільшиться вдвічі. В результаті бумеранг опише майже таку саму криву. Отже, діаметр її залежить ні від швидкості обертання бумеранга , ні від його початкової швидкості. Параметри орбіти пропорційні моменту інерції, що тим менше, чим легший бумеранг.
При польоті бумерангу спочаткуздається, що він летить прямо, але незабаром його траєкторія відхиляється вліво, а часто й угору. Потім він робить широку майже округлу петлю і повертається до місця запуску. Точність повернення значною мірою залежить від майстерності метальника.