OpAEOLUS-3.實驗
成功但又不完全成功的實驗
1. 實驗計劃
- 准備: $80g/m^2\quad A4$紙 Suzanne紙飛機，SkyKing紙飛機，普通紙飛機
$120g/m^2\quad A4$紙 Suzanne紙飛機，$170g/m^2\quad A4$紙 Suzanne紙飛機
(Suzanne80, Suzanne120, Suzanne170) - 進行實驗, 拍攝錄像
- 分析數據:
- 記錄每次飛行距離, 進行統計分析
- 使用Tracker軟件標記物體運動軌跡, 作出典型軌跡圖像, 分析紙飛機形態, 質量對飛行軌跡的影響, 為數學建模做准備
2. 實驗過程
實驗進行不是很順利：
- 由於找不到室內實驗場地，只能在戶外進行實驗，結果風對實驗產生了較大干擾
- 在飛行時拋射角未能控制，變化較大，造成了每次實驗飛行軌跡差異較大
- 使用手機拍攝，無法很好地控制鏡頭靜止，也造成了偏差
但最後總算是采集到了數據，做了這麼多次實驗，總能挑出幾組可行的數據
雖然有刻意挑選有利數據之嫌，但面臨deadline，也沒辦法了
真的不會做實驗啊~啊啊啊
3. 數據分析過程
距離分析
感覺也分析不出什麼，姑且算個平均值和方差吧
直接把數據導入Excel就能算出結果
分析軌跡
先將視頻導入Tracker軟件，然後測量，定標桿，定坐標系，再進行軌跡追蹤
軟件支持自動追蹤，但由於拍攝不夠清晰，我采用了手動追蹤
一次飛行時間大約2秒，45幀左右，逐幀標記其實也很快
標記完成後就可以直接將右下角數據復制到ASCII數據文件，進行進一步分析
4. 結果
距離
基本型：平均值: 9.34m 方差: 1.879
SkyKing：平均值: 7.21m 方差: 1.476
Suzanne80：平均值: 10.00m 方差: 1.245
Suzanne120：平均值: 9.40m 方差: 0.921
Suzanne170：平均值: 6.56m 方差: 1.022
分析：
- 基本型紙飛機：總體飛行穩定，軌道偏離較小，但每次飛行距離相差較大
- SkyKing紙飛機：軌道偏離很大，大概是因為沒折好
- Suzanne80：飛行距離最長，飛行也較穩定
- Suzanne120：飛行距離短於Suzanne80，但飛行更穩定，可能是由於質量較大，受風力影響小
- Suzanne170：飛行距離明顯短於Suzanne80和120，顯然是由於質量過大，升力不足，另外由於紙質原因，紙飛機難以在飛行時保持形態，飛行很不穩
軌跡
由於某些紙飛機飛行軌跡過於離譜，僅對部分紙飛機飛行軌跡進行分析
基本型紙飛機:
觀察可知紙飛機在水平方向運動接近勻速直線運動，整體運動軌跡接近拋物線，與斜拋運動軌跡類似。可見空氣升力對其作用不多，這種紙飛機形態並不理想。
Suzanne80:
然而世界紀錄的Suzanne紙飛機也差不多？這是本次實驗最大問題了。
在設計者John Collins介紹Suzanne紙飛機的視頻中，他強調了這種紙飛機在滑翔階段的優勢，但這種優勢在本次實驗中完全沒有體現。
看了Suzanne紙飛機創下世界紀錄的視頻，感覺問題在於上拋高度太低，紙飛機沒有進入滑翔狀態就已墜落。另外紙飛機制作的問題也不可避免。
看來之後還需再做實驗。
5. 結論
本次實驗總體還是比較成功的，雖然結果不完全符合預期，但至少算是完成了
通過本次實驗，我學會了使用Tracker軟件進行實驗分析，鍛煉了數據處理、作圖的能力，還是挺有收獲的
鑑於實驗進行的困難，接下來的研究重點應放在理論上，使用數學方法繼續研究
真的不會做實驗啊~啊啊啊×100