Aus demselben Grund fallen Objekte, die auf einer Seite schwerer sind, mit der schweren Seite nach unten: Die Pfeilspitze ist dichter als der Rest des Pfeils.Der Schwerpunkt ist von seinem geometrischen Mittelpunkt versetzt, sodass der Luftwiderstand, der auf der Geometrie des Objekts basiert, zusammen mit der Schwerkraft ein Drehmoment verursacht, wie in diesem sehr professionellen Bild eines Körpers gezeigt, der gerade nach unten fällt.

Luft.

Die Erhaltung des Drehimpulses schreibt tatsächlich vor, dass jede Rotation, mit der er beginnt, enden soll, vorausgesetzt, nichts anderes wirkt darauf ein. Luft lässt ihren Vorwärtsimpuls darauf einwirken.

Betrachten Sie eine Wetterfahne, eine Windsocke oder eine Flagge. Sie drehen sich, wenn sie nicht dem Wind zugewandt sind, da eine Seite mehr Windwiderstand aufweist als die andere. Sobald der Windwiderstand durch Blick in den Wind minimiert ist, stabilisieren sie sich.

Betrachten Sie eine Kanonenkugel an einem windstillen Tag. Wie jedes ballistische Objekt bewegt es sich in einer Parabel (oder fast einer, wenn man den Luftwiderstand berücksichtigt). Ändert sich die Richtung des Luftstroms während seiner gesamten Flugbahn nicht entsprechend seiner Flugbahn?

Dieser Graph kann sowohl als Weg eines Projektils als auch als Vektorfeld für die Luftströmungskraft (oder die relative Windkraft) angesehen werden, die dieses Projektil an verschiedenen Punkten seiner Reise erfährt.

Betrachten Sie TPing als jemandes Haus (nur nicht meins, bitte). Wenn Sie vor dem Werfen einen Teil des Toilettenpapiers von der Rolle abrollen, zeigt das Papier nicht die Richtung an, in die der Wind (relativ zur) Rolle läuft?

Betrachten Sie einen Pfeil. Warum sollte es anders sein?

Ah, aber denken Sie an einen Stock. Werfen Sie einen Stock und er dreht sich nicht in den Wind. Warum nicht? Weil der Windwiderstand auf beiden Seiten gleich ist. Also gewinnt keiner.

Es geht darum, wo sich der Schwerpunkt befindet (also wo er sich dreht) und welche Seite dieses Schwerpunkts mehr Windwiderstand bietet.

Bei Pfeilen platziert die Masse des Kopfes die Mitte in der Nähe der Vorderseite, weg von den Befiederungen (Federn). Der Kopf bietet wenig Windwiderstand.

Die Befiederung bietet viel, wenn sie nicht in einer Linie ist. Da die Befiederung weit vom Massenschwerpunkt entfernt ist, hat sie auch eine gute altmodische Hebelwirkung.

Auch ohne Befiederung bietet die Welle Windwiderstand.Mehr Welle auf einer Seite des Schwerpunkts bedeutet mehr Windwiderstand auf dieser Seite.Das Ende mit mehr Windwiderstand auf der Seite der Mitte wird zum Pfeilende.

Wenn Sie mir nicht glauben, balancieren Sie einen Pfeil auf Ihrem Finger und blasen Sie darauf.Sie haben gerade eine Wetterfahne gebaut.

Vielleicht schießen Sie eines Tages Pfeile auf den luftlosen Mond.Ich glaube nicht, dass sie zuverlässig kopfüber landen werden.

In den Filmen drehen sich in die Luft geschossene Pfeile, sodass die Pfeilspitze beim Abstieg zuerst auf den Boden trifft. Was ist die Quelle dieses Drehimpulses?

Ein Pfeil auf den Mond würde das nicht tun. Luft und die Geometrie des Pfeils sind der Schlüssel. Ein Pfeil, der durch die Luft fliegt, ist zwei Kräften ausgesetzt: der Schwerkraft und dem Luftwiderstand. Durch die Gravitation wird während des Fluges kein Pfeil gedreht. Die Gravitation führt zu einer gekrümmten Flugbahn um den Schwerpunkt, aber es wird kein Pfeil gedreht. Durch den Luftwiderstand folgt ein richtig konstruierter Pfeil oder eine Rakete einem Anstellwinkel von Null (oder nahe Null). Der Anstellwinkel eines Flugobjekts ist der Winkel zwischen dem Geschwindigkeitsvektor des Objekts in Bezug auf die Luft und einer Referenzlinie auf dem Objekt. Im Fall eines Pfeils befindet sich diese Referenzlinie entlang der Pfeilwelle.

Das Hauptmerkmal, das einen Pfeil oder eine Rakete hinsichtlich Abweichungen vom gewünschten Flugwinkel stabil macht, besteht darin, dass sich der Druckmittelpunkt, der Punkt, an dem die Widerstandskräfte effektiv wirken, hinter dem Massenmittelpunkt befindet. Angenommen, ein Pfeil fliegt in einem kleinen Anstellwinkel ungleich Null. Dadurch hat die Widerstandskraft eine Komponente, die normal zur Welle des Pfeils ist, was zu einem Drehmoment auf den Pfeil führt. Wenn der Druckmittelpunkt vor dem Massenschwerpunkt liegt, dreht sich der Pfeil durch dieses Drehmoment noch weiter von einem Anstellwinkel von Null weg. Das ist instabil; Ein solcher Pfeil (oder eine solche Rakete) würde versuchen, sich umzudrehen. Mit dem Druckmittelpunkt hinter dem Massenmittelpunkt dreht sich der Pfeil durch dieses Drehmoment in Richtung eines Anstellwinkels von Null. Wenn sich der Druckmittelpunkt hinter dem Massenschwerpunkt befindet, führt dies zu einem Rückstellmoment, das den Pfeil wahr werden lässt.

Ein Pfeil hat an der Spitze eine etwas schwere Pfeilspitze, die normalerweise den Schwerpunkt vor dem geometrischen Mittelpunkt des Pfeils platziert.Bogenschützen fügen manchmal Gewichte in den Pfeilschaft ein, um den Schwerpunkt zu verschieben.Der Kopf selbst bietet etwas Luftwiderstand, aber der größte Teil des Luftwiderstands kommt vom Pfeilschaft selbst.Dies platziert natürlich den Druckmittelpunkt hinter dem Massenschwerpunkt, selbst bei ungebildeten Pfeilen.

Durch Befiederung verhält sich ein Pfeil besser, ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.Durch Hinzufügen von Befiederung wird der Druckmittelpunkt erheblich nach hinten verschoben als der Schwerpunkt.Dies ist einer der Gründe, warum Befiederungspfeile stabiler sind als nicht Befiederungspfeile (auch blanke Wellen genannt).Eine andere Sache, die das Befiederung bewirkt, besteht darin, den Pfeil um die Wellenachse drehen zu lassen, was die Kreiselstabilität erhöht.

Wie Dmckee in seinem Kommentar hervorhob, kennt jeder (einschließlich ich), der Pfeil und Bogen geübt hat, den Pfeil nach Gewicht und Befiederung. Wie mein englischer Korrektor hervorhebt, scheint Fletch kein sehr verbreitetes Wort zu sein: Es bedeutet, dass die Feder am Ende des Pfeils / Pfeils steht. Alles setzt sich fort, wie gut die Befiederung ist.

Beim Schießen möchte sich der Pfeil wie jedes andere Objekt um seinen Massenschwerpunkt drehen. Es spielt keine Rolle, ob der Schwerpunkt näher an der Spitze oder am Ende des Pfeils liegt. Die Befiederung erhöht den Luftwiderstand in Richtungen senkrecht zur augenblicklichen Geschwindigkeit des Pfeils, wodurch es schwieriger wird, sich um den Schwerpunkt zu drehen. Wenn die Spitze schwerer als das Ende ist, beginnt der Pfeil mit der Spitze zuerst abzusteigen, aber es ist die Befiederung, die diese Flugrichtung aufrechterhält. Wenn die Spitze nicht schwerer und das Gewicht ausgeglichen ist, fliegt der Pfeil immer noch ziemlich gut. Wenn das Gewicht bis zum Ende des Pfeils reicht, wird es einfach verrückt. Eine weitere Funktion der Befiederung besteht darin, den Pfeil entlang seiner Achse drehen zu lassen (dies erhöht die Stabilität noch mehr, da der Pfeil einen axialen Drehimpuls erhält), und um dies zu erreichen, dreht sich die Befiederung leicht zum Ende der Wirbelsäule.

Es muss auch darauf hingewiesen werden, dass Gewichtsverteilung, Materialbeständigkeit und Flething ebenfalls berechnet werden, um den durch das Archer-Paradoxon verursachten Effekt vorherzusagen. Das Gleichgewicht zwischen Spitzengewicht und Befiederung ist von grundlegender Bedeutung, aber moderne Bögen haben ein Design, das das Biegen des Pfeils (Center-Shot-Bögen) praktisch zunichte macht.

Der Pfeil fliegt idealerweise wie ein Drag-Race-Auto mit eingesetztem Fallschirm!
Ein gut gestalteter Pfeil sollte diese Eigenschaften haben.
1- Scharfer und proportional schwerer Punkt, um einen großen Impuls aufzunehmen und ihn als kinetische Energie zu liefern. E = mv ^ 2/2
2- langer und ausgewogener Stiel zur Aufnahme eines großen Bogens und zur Aufrechterhaltung der Trennung zwischen Spitze und Befiederung.
3- eine aerodynamisch gut gestaltete Befiederung, um den Pfeil gerade zu halten und auch den geringen Luftwiderstand bereitzustellen, der erforderlich ist, um das Ende des Pfeils immer stabil hinter der Spitze zu halten und zu verhindern, dass der Stiel desorientiert wird.
Der Grund, warum die Pfeilfliege in ihrem Bogen ausgerichtet ist, ist der kleine Widerstand, der durch Befiederung erzeugt wird. Positionieren Sie sie immer in Ausrichtung mit ihrer Spur, genau wie beim Badmintonball.
In der aerodynamischen Konstruktion ist dieses Schema der Installation des Ruders und der Höhenruder am Ende des Rumpfes zur Stabilisierung üblich!Alle Flugzeuge haben es als Leitwerk oder Heck!