自制風向標

段玉佩

王安石的詩詞《元日》中寫道：“爆竹聲中一歲除，春風送暖入屠蘇……”春節過了，春天來了，春風起了。朋友，你知道這暖暖的春風是從哪里來的嗎？如今的氣象預報員可以通過雷達和電腦計算測得精確的風向，以及風向的實時變化，古時侯的聰明人呢？他們則是通過旗幡飄揚、水波微興看到風路過的痕跡，進而就知道風向了。

如果你生活在北京，正被霧霾天氣所困擾，你也一定更希望北風吹，而畏懼南風來……風向，是個亙古彌新的話題，又是個微小但又事關巨大的課題。春風不相識，何事入羅帷—你能清楚地知道這看不見的風是從哪里來的嗎？今天，我們就尋一下風的來影和去蹤吧。

實驗材料

塑料管、剪刀、硬紙板（名片亦可）、膠水（最好是乳膠）、膠帶、大頭釘、細鐵絲、水杯、帶橡皮的鉛筆、粗鹽。

實驗步驟

將吸管的一端用手指壓扁，沿著正中間的直線方向，用剪刀剪開一個2.5厘米長的縫隙。暫且將吸管放在一邊待用。

在硬紙板上畫出一個等腰梯形，這個梯形不能太大，也不宜太小。你可以嘗試做一組，大、中、小3個不同的梯形備用。

將剪好的梯形以“上底”在前的方式，插入吸管一端剪出的縫隙中。嘗試一下大、中、小三個梯形的硬紙板，看看哪個硬紙板和吸管的比例最為合適。選好最佳梯形紙板之后，用乳膠將它和縫隙牢牢地粘在一起。

用紅色（或其他你覺得醒目的顏色）的彩筆將吸管的另一端涂上顏色，讓風向看起來更醒目。

找到距梯形的“上底”大約5厘米的位置，在這里找到正中心的點，用大頭針扎進去。要保證大頭針和吸管之間的摩擦力很小，稍微用力，吸管就可以轉動。

將細鐵絲彎成英文字母N、S、E、W的形狀，它們分別代表北方、南方、東方和西方。將帶橡皮的鉛筆削好，把彎好形狀的細鐵絲靠近鉛筆有橡皮的那一端，調整好各自的方向，用

膠帶粘好、固定。

把剛才做好的風向標上半部分拿來，用大頭針的尖端扎入橡皮的正中心位置，固定好。

將水杯里裝滿粗鹽粒，用鉛筆尖的一端插入鹽堆，風向標就做好了。現在你需要做的，就是等風來了。

科學原理

為什么風向標的紅箭頭會指向風吹來的方向呢？這包含著物理學中的力學知識。風是空氣流動的現象。當流動的空氣沖擊到面積較大的梯形硬紙板上時，此處產生的力會大于面積較小的紅色吸管頭處所受到的力，為了達到平衡，風向標會發生偏轉，轉向受到空氣沖擊面最小的方向，這樣，風向標就變成了梯形紙板在后，紅色吸管頭指向風吹來方向的狀態了。

延伸拓展

人們制作的船帆是一個與風向標使用目的恰巧相反的例子。船帆不是為了“躲”風，而是為了“得到”更多的風而設計的，船帆沿著桅桿升起，水手們通過調節纜繩讓盡可能多的氣流沖擊到帆面上，以求讓船更快地前進。帆船雖然不再常見，但“一帆風順”這個詞現在仍然用來祝福朋友旅途順利，同時，人們也以“直掛云帆濟滄海”等描述來襯托宏圖大志。