展翅高飛【簡略版】
建國國中【縣展佳作】
作者：邵瑄宜、黃靖雯、鄭琬真、陳淑芬
指導老師：黃繼宗
一、研究動機：
記得有次上課時，老師提到某次數理資優的考試，其中有一題是這樣的：「怎麼摺飛機，才能飛得最遠？」全班吱吱吾吾的答不出來。這引發了我濃厚的興趣，而其中讓我興味最濃的是：「摺飛機如此稀鬆平常的事，為什麼我們都不知道答案呢？」因此，我們便決定從如此平凡的事中找尋答案。
二、研究目的：
探討如何才能使飛機飛得較遠和較易命中目標。 並且希望我們的實驗成果能具有簡易及普遍性，由中體會出生活萬物皆科學的道理。
三、使用器材：
4.5 g重A4紙一包（摺飛機用）。
200cm捲尺。
15 cm、30cm長尺。
A4紙製成的標靶。
長3.2cm、寬2.75cm、重0.1g貼紙(增加飛機重量使用)。
十字螺絲起子（找尋重心時使用）。
計算機。
天秤。
剪刀。
照相機。
橡皮筋。
彈簧秤。
四 研究過程：
實驗（一） 距離遠近的測量：
實驗（二）命中率及準確度測量：
每小項各射十次飛機
實驗（一）（二）之結果：
以上測量的數據明白的顯示前端反摺而成的平頭飛機不論命中率，精確率及距離皆大於尖頭飛機，由此證明了機頭的重量對於飛行的重要。
討論：
看到了測量的結果後我們四人不免產生疑問？如果平頭飛機是因其前端較重，因而可以飛得遠又直，那若我們在尖頭飛機前端增加重量，又會怎樣呢？於是我們設立假說。
設立假說：
由上實驗可得知飛機前端較重時，能夠飛得較遠較直，因此便設立假說：「利用貼紙加重尖頭飛機前端質量」 ，如此一來效果應該跟反摺的效果一樣，甚至更好！
實驗（三）：實驗組對照組距離遠近的測量
實驗組：尖頭飛機前端貼貼紙
對照組：平頭飛機
為使結果明顯，因此在飛機最前端加貼2張長3.2cm 寬2.75cm 重0.18g的貼紙。將貼紙之中線對準飛機中線，如此一來左右翼所加增的質量皆相同。
實驗（四）：實驗組對照組準確度測量
每小項各射十次飛機
實驗（三）（四）之結果：
經過了實驗及對照後我們發現尖頭飛機在前端增加貼紙後，能飛得比平頭飛機更遠且能更準確的命中標靶與假說相符合。此時的心情真是感動耶~~！科學的精神與過程，果真令人振奮！
討論：
在得知尖頭飛機加貼貼紙後，能夠飛得比平頭飛機來得遠又準。我們又產生疑問和想法，現在又剛好正在學有關三角形的重心，不知道這跟飛機飛行有沒有關係？希望能夠利用此原理創造更完美的飛機。並探討飛機概估重心的位置與飛行距離的關係。
實驗（五）：測量
測量結果及發現：
尖頭飛機全長29.7cm，其中點在14.85cm處，而尖頭飛機重心位於16.3cm處，距離中點1.45cm；平頭飛機全長25.6cm，中點於12.8cm處，重心於12.1cm處，距中點0.7cm；加貼貼紙後的尖頭飛機重心向前移，位於15.6cm處，距中心點0.75cm。由上數值可知:平頭和加貼貼紙的尖頭飛機之重心距飛機的中點較近，因此才可以飛得較遠。但是依測量結果來看，平頭飛機的重心較接近中心點，為什麼還是尖頭飛機（含貼紙）飛得遠呢？據我們觀察實際飛行的情形所知，其原因是尖頭飛機對空氣的阻力較小，但翅膀較大，飄浮力較大所致，因此還是尖頭飛機（含貼紙）飛的比較遠！
實驗（六）：翅膀大小與飛行距離的關係
比較翅膀加大的尖頭飛機與原尖頭飛機飛行距離的關係。
比較翅膀減小的尖頭飛機與原機飛行距離的關係。
結果：
在加大飛機翅膀後發現，由於翅膀的加大，讓飄浮能力增加，因此可以在較無風時飛行得更久，進而增大飛行的距離，但由於翅膀較大，在有外力干擾的狀況（如起風時）飛機容易翻轉，導致快速落地，這也是為什麼測量數據會有如此大的落差；而縮小翅膀的飛機因翅膀過小，導致不能平穩飄浮飛行，因而飛行距離大減。
實驗（七）：翅膀大小與準確度的關係
比較翅膀加大的尖頭飛機與原尖頭飛機準確度的關係。
比較翅膀減小的尖頭飛機與原尖頭飛機準確度的關係。
實驗（六）（七）之結果：
由上述實驗數據可知加大翅膀能夠加大其飄浮力，使距離大增，但由於翅膀的加大，受力面積增大，飛機的滑翔方向變得較敏感，故無法準確命中標靶；減小翅膀的飛機因其翅膀減小，漂浮力大減，射出時猶如丟出紙團一般，毫無漂浮力可言，飛行結果與準確度測量的結果都非常不理想。
實驗（八）：設計發射器
為了能較精確的控制發射飛機時使用力的大小，因此設計發射器，以求能夠掌握發射的力之大小。
五、研究結果：由以上實驗之結果中可以發現
1.
反摺而成的平頭飛機不論命中率，精確率及距離皆大於尖頭飛機。
2.
發現了其結果和假說相符合。（利用貼紙加重尖頭飛機前端質量）果真如我們想，前端較重的飛機真的可以飛得較遠。
3.
重心是飛行的一大要因，最良好的飛機是重心最接近中點的飛機，經測量發現重心越接近中點，能夠飛得越平穩，相對的也就能飛得遠。
4.
在翅膀大小的實驗中發現，翅膀大小和飄浮能力大小有很大的關係，但必要在無風或無側風時，才能順利滑翔，否則容易傾斜、反轉而墜機。
5.
在翅膀大小與準確度的實驗結果中，其數據都明顯的顯示，不管加大或減小翅膀的飛機，準確度都沒有很良好的結果。
六、討論：
為追求實驗之精確性，所以設計了發射器，原本擬定彈簧秤做為素材，只可惜經過再三的試驗後發現彈簧秤之力道不足，故以橡皮筋代替，可得到較好的實驗結果。我們做此研究之目的是希望能以較簡單的方式玩到飛得既遠又準的飛機，發射器的設計，只是為了尋求多變化嘗試實驗的科學精神。
七、結論：
在實驗（一）、（二）中，我們可以了解到平頭飛機較尖頭飛機飛行得遠，較準的原因為其前端較重，重心靠近中點，故飛行時能較平穩之緣故。所以在實驗（三）、（四）中，我們改良了具備流線優點的尖頭飛機，在它的機頭以貼紙增加重量，讓他原本略偏後的重心向中點挪移，故飛行距離及準確度都有明顯的提昇。在實驗（六）（七）中，我們可以得知：飛機的翅膀較大時，可以在空氣中漂浮較久，故延長了飛行距離，但若在有外力（如起風）的狀態下，則易受側風影響而墜落，所以較適合在無風時或室內玩耍，但經我們實驗觀察後發現若在兩端翅膀再以貼紙增加重量，則能在微風的狀態下飛得依然平穩，強風時不適合玩飛機，所以以流線形的尖頭飛機在機頭貼紙增加機頭重量，在配合加大的機翅，可得飛得較遠的飛機，有風時則可在兩邊機翅酌量增加貼紙，以使其平穩，但其效果不甚理想，因此以流線型的尖頭飛機搭配加重的機頭，加上最靠近整架飛機中點的概估重心與適當的加大飛機翅膀面積，這就是紙飛機飛得較遠的秘訣。另外，經由射飛機同學多次改變手持位置所得到的經驗中，我們發現以手發射飛機的訣竅為手持重心所在點射出，可以使其飛得較平穩，準確且較遠。