OpAEOLUS-3.实验
成功但又不完全成功的实验
1. 实验计划
- 准备: $80g/m^2\quad A4$纸 Suzanne纸飞机，SkyKing纸飞机，普通纸飞机
$120g/m^2\quad A4$纸 Suzanne纸飞机，$170g/m^2\quad A4$纸 Suzanne纸飞机
(Suzanne80, Suzanne120, Suzanne170) - 进行实验, 拍摄录像
- 分析数据:
- 记录每次飞行距离, 进行统计分析
- 使用Tracker软件标记物体运动轨迹, 作出典型轨迹图像, 分析纸飞机形态, 质量对飞行轨迹的影响, 为数学建模做准备
2. 实验过程
实验进行不是很顺利：
- 由于找不到室内实验场地，只能在户外进行实验，结果风对实验产生了较大干扰
- 在飞行时抛射角未能控制，变化较大，造成了每次实验飞行轨迹差异较大
- 使用手机拍摄，无法很好地控制镜头静止，也造成了偏差
但最后总算是采集到了数据，做了这么多次实验，总能挑出几组可行的数据
虽然有刻意挑选有利数据之嫌，但面临deadline，也没办法了
真的不会做实验啊~啊啊啊
3. 数据分析过程
距离分析
感觉也分析不出什么，姑且算个平均值和方差吧
直接把数据导入Excel就能算出结果
分析轨迹
先将视频导入Tracker软件，然后测量，定标杆，定坐标系，再进行轨迹追踪
软件支持自动追踪，但由于拍摄不够清晰，我采用了手动追踪
一次飞行时间大约2秒，45帧左右，逐帧标记其实也很快
标记完成后就可以直接将右下角数据复制到ASCII数据文件，进行进一步分析
4. 结果
距离
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：
- 基本型纸飞机：总体飞行稳定，轨道偏离较小，但每次飞行距离相差较大
- SkyKing纸飞机：轨道偏离很大，大概是因为没折好
- Suzanne80：飞行距离最长，飞行也较稳定
- Suzanne120：飞行距离短于Suzanne80，但飞行更稳定，可能是由于质量较大，受风力影响小
- Suzanne170：飞行距离明显短于Suzanne80和120，显然是由于质量过大，升力不足，另外由于纸质原因，纸飞机难以在飞行时保持形态，飞行很不稳
轨迹
由于某些纸飞机飞行轨迹过于离谱，仅对部分纸飞机飞行轨迹进行分析
基本型纸飞机:
观察可知纸飞机在水平方向运动接近匀速直线运动，整体运动轨迹接近抛物线，与斜抛运动轨迹类似。可见空气升力对其作用不多，这种纸飞机形态并不理想。
Suzanne80:
然而世界纪录的Suzanne纸飞机也差不多？这是本次实验最大问题了。
在设计者John Collins介绍Suzanne纸飞机的视频中，他强调了这种纸飞机在滑翔阶段的优势，但这种优势在本次实验中完全没有体现。
看了Suzanne纸飞机创下世界纪录的视频，感觉问题在于上抛高度太低，纸飞机没有进入滑翔状态就已坠落。另外纸飞机制作的问题也不可避免。
看来之后还需再做实验。
5. 结论
本次实验总体还是比较成功的，虽然结果不完全符合预期，但至少算是完成了
通过本次实验，我学会了使用Tracker软件进行实验分析，锻炼了数据处理、作图的能力，还是挺有收获的
鉴于实验进行的困难，接下来的研究重点应放在理论上，使用数学方法继续研究
真的不会做实验啊~啊啊啊×100