為什麼風箏能飛上天？
風箏是一種單純利用空氣作為動力的飛行器，通常是在竹篾等骨架上糊上紙或絹，由系在上面的長線牽引，並順著風勢施放於天空。
早在我國東周春秋時期（距今2000多年），便相傳有墨翟以木頭製成木鳥，受此啟發，他的弟子魯班改用竹子，並以絹覆之，造出最早的風箏。後來東漢的蔡倫改進造紙術後，坊間便以紙為料，這時的風箏被稱為「紙鳶」。到了五代之時，南唐李鄴有一次也做紙鳶玩耍，突發奇想，在「鳶首以竹為笛，使風入竹，聲如箏鳴」。於是乎，後人便把這種能發出聲音的紙鳶稱為「風箏」。
到了如今，雖然已經沒有了這種區別，但是放風箏仍受到廣大人民群眾的推崇，成為一項喜聞樂見的娛樂活動。大家應該都玩過風箏，不少地方還有專門的風箏節，甚至有不少關於風箏的世界吉尼斯記錄。比如2015年4月4日，在重慶武隆舉辦的國際風箏放飛節上，一條長達6000米的龍形風箏被成功放飛，被譽為世界最長風箏。這麼長的大風箏是怎麼飛起來的呢？
其實一點也不用覺得驚奇，比風箏還要重的飛機都能飛起來，更何況一個風箏。那麼飛機是怎麼飛起來的呢？這需要提到一個定律，即伯努利定律：在水流或氣流里，如果流體的流速小，壓強就大，如果流速大，那麼壓強就小。這個原理是由機械能守恆推導出的，所以它僅適用於粘度可以忽略、不可被壓縮的理想流體。
我們知道，飛機的機翼上表面要比下表面長，當空氣遇到機翼後，從其前緣開始分離，又同時達到機翼的後緣，這樣就達到了伯努利定律的要求，即機翼上表面空氣流速大，產生的壓強小，下表面的流速小，產生的壓強大，如此一來，空氣在機翼的上下表面形成了一個壓力差，並且方向向上，為機翼提供上升的升力，飛機也因此而能夠飛起來。風箏在迎風角較小的時候，其升力也大致如此。
什麼是迎風角呢？還是拿飛機的機翼來說，機翼平面與前進方向的夾角，即機翼平面相對於空氣運動方向的夾角，就是迎風角。風箏放飛時相對於空氣的運動方向也有這麼一個迎風角，正因為有這個迎風角，所以空氣遇到風箏後，會分成上下兩個流層。此時，通過風箏下層的空氣因為受到風箏面的阻撓，其流速降低，氣壓變高；上層的空氣沒有阻礙，故而流速較強，相對下層的氣壓稍低，於是風箏獲得了一個揚力，這便是風箏能飛起來的主要原因。
另外，不得不說的兩點：第一，風箏想要飛起來，必須要在有風的情況下才可以；第二，風箏必須通過提線的牽引才能飛起來，至於斷了線的風箏，我們知道，它是飛不了多遠的。所以，風箏是在風力、牽引力和先前說過的揚力，這三個力的共同作用下才得以保持在空中的平衡。那麼接下來我們就講講風箏在空中的受力情況。
在空中，我們假定風力的方向基本水平，而風箏所受風力的角度，以及上揚力的大小，則通過風箏的提線來控制。如果我們加大牽引力，也就是作用於提線上的力量，便可以使風箏的迎風角趨於45°，那麼上揚力便會隨著增加，這時的風箏就會飛高；當我們減小牽引力，那麼在風力和揚力的合力作用下，風箏會飛得更高更遠，但是我們必須快速地再加大牽引力，以再次保持風箏的角度穩定，使其達到平衡狀態。
所以，當風力大的時候，便放線，當風力小的時候，則收線，如此，風箏便會一直飛在空中。
本作品為「科普中國-科學原理一點通」原創 轉載時務請註明出處
更多精彩內容，敬請關注科學原理一點通官方網站
微信公眾平台（ID：kxylydt）
※153，這個數字有什麼神奇之處？
※車身顏色與事故概率有關？
TAG:知識百科 |