Aeroplano di carta da planata

Cosa imparerà

• Che un aeroplano vola grazie all'equilibrio di quattro forze: peso, portanza, resistenza e spinta.
• Che la posizione del baricentro rispetto alle ali decide se l'aeroplano beccheggia, si schianta o vola stabile.
• Che piegare verso l'alto di 1 cm il bordo d'uscita delle ali (alettoni/timone di profondità) fa alzare il muso.
• A misurare distanze, ripetere le prove e calcolare la media per confrontare i modelli in modo equo.

Prepara prima

• Trova un corridoio, una palestra o un cortile senza vento lungo almeno 12 m; segna una linea di lancio e dei segni ogni metro con nastro adesivo.
• Stampa e ritaglia il calibro B su cartoncino.
• Piega prima tu una freccia di prova: così saprai riconoscere in quale passaggio sbagliano i bambini.
• Tieni fogli in più: una piega sbagliata non si aggiusta, si ricomincia con un altro foglio.

Materiali e attrezzi

• Fogli A4 — 4–6
  carta da stampante da 80 g/m² (≈ 5 g a foglio), senza pieghe
• Graffette metalliche — 2
  normali da 28–32 mm (≈ 0,5 g l'una)
• Cartoncino — 1 pezzo di 3 × 10 cm
  per il calibro da 1 e 2 cm (pezzo B)
• Nastro adesivo — 2 pezzi da 2 cm
  per chiudere la fusoliera sotto le ali
• Metro a nastro o metro da sarta — 1
  da 5–10 m o segni ogni metro sul pavimento

Attrezzi

• Righello — ripassare ogni piega premendo con il bordo
• Forbici — ritagliare il calibro B
• Matita — segnare i punti a 253 mm e la linea della fusoliera

Pezzi e sagome

• A · Guida alle pieghe della freccia (foglio A4 intero) ×1 — carta A4 80 g/m²
• B · Calibro da 1 e 2 cm ×1 — cartoncino 200 g/m²

Passo passo

1. Segna il centro

   Metti il foglio A4 in verticale sul tavolo. Piegalo a metà per il lungo (lato da 297 mm su lato da 297 mm), facendo combaciare bene gli angoli, e ripassa la piega con il bordo del righello. Riaprilo.

   Verifica: La piega va esattamente dalla metà del lato superiore (105 mm) alla metà di quello inferiore.

2. Angoli al centro

   Porta l'angolo in alto a sinistra fino alla piega centrale, in modo che il bordo superiore resti attaccato alla linea del centro. Ripassa con il righello. Ripeti con l'angolo destro. Si forma una punta di 90°.

   Verifica: I due bordi si toccano al centro senza sovrapporsi né lasciare spazi, e le pieghe arrivano al bordo laterale 105 mm sotto la punta (misurati in verticale, lungo il bordo).

3. Di nuovo i bordi al centro

   Porta il nuovo bordo obliquo di sinistra fino alla piega centrale, partendo dalla punta. La piega arriva al bordo laterale circa 253 mm sotto la punta, misurati in verticale (a 44 mm dal bordo inferiore). Ripassa e ripeti sul lato destro.

   Verifica: La punta resta sottile (45°) e le due metà sono uguali: se una copre più dell'altra, ripiega.
   Trucco: Per il modello aliante, salta questo passaggio.

4. Chiudi la fusoliera

   Piega l'aeroplano lungo la piega centrale verso di te, chiudendolo come un quaderno, in modo che le alette restino all'interno e il lato liscio all'esterno. Ripassa lo spigolo inferiore (la chiglia) con il righello dalla punta alla coda.

5. Segna la linea dell'ala

   Con l'aeroplano chiuso e la chiglia verso di te, appoggia il calibro B sulla chiglia e segna a matita una linea a 20 mm da essa, dalla coda fino a dove comincia lo spessore della punta. Fai lo stesso sull'altro lato.

6. Abbassa le ali

   Piega la prima ala verso il basso lungo la linea dei 20 mm, in modo che il suo bordo resti parallelo alla chiglia. Ripassa con il righello. Gira l'aeroplano e piega l'altra ala allo stesso modo, facendola combaciare con la prima.

   Verifica: Guarda l'aeroplano da dietro: la fusoliera misura 2 cm e le due ali hanno esattamente la stessa larghezza (≈ 85 mm).

7. Forma una «Y» morbida

   Apri le ali finché sono quasi orizzontali, leggermente sollevate verso l'alto (forma di «Y» molto aperta, circa 5–10° per ala). Unisci i due lati della fusoliera sotto le ali con 2 cm di nastro adesivo, a 4 cm dalla punta.

   Trucco: Quel piccolo angolo verso l'alto (diedro) fa sì che l'aeroplano si raddrizzi da solo se si inclina.

8. Regola gli alettoni

   Nella parte posteriore di ogni ala, nei 4 cm esterni, curva verso l'alto 10 mm del bordo (usa il calibro da 1 cm). Tutti e due i lati uguali: circa 2–3 mm di altezza visti da dietro.

9. Metti la graffetta

   Aggancia una graffetta alla chiglia, sotto, a 25 mm dalla punta. Verifica l'equilibrio: tieni l'aeroplano con due dita sotto le ali; deve stare in equilibrio a 1/3 della lunghezza dalla punta (≈ 10 cm).

   Verifica: Se cade verso la coda, sposta la graffetta di 5 mm verso la punta.

10. Lancia la freccia

    Tieni la fusoliera tra pollice e indice a 1/3 dalla punta. Lanciala dritta in avanti e leggermente verso l'alto (5–10°), con una spinta delicata, come se lanciassi una freccetta. Non tirarla con tutta la forza.

    Verifica: Vola dritta e scende piano piano: 8–15 m in un corridoio lungo.

11. Modello 2: aliante

    Prendi un altro foglio e ripeti solo i passaggi 1, 2, 4, 5, 6, 7 e 8 (senza il passaggio 3): la punta resta più tozza e le ali più larghe. Metti la graffetta a 30 mm dalla punta e lancialo delicatamente, quasi in orizzontale.

    Verifica: Avanza piano e plana con un arco lungo; con un lancio leggero deve restare in aria 2–3 s.

12. Modello 3: acrobatico

    Prendi una freccia finita e togli la graffetta. Solleva molto di più gli alettoni: piega verso l'alto 15–20 mm del bordo posteriore di ogni ala, quasi a 45°. Lanciala forte e verso l'alto (30–45°).

    Verifica: Sale, fa un looping completo e torna verso di te. Se si «ferma» soltanto in aria, lancialo più forte o solleva di più gli alettoni.

13. Correggi il volo

    Se picchia verso il pavimento, solleva gli alettoni di altri 1–2 mm. Se sale, si ferma e cade di coda, abbassali o sposta in avanti la graffetta. Se gira a destra, solleva un po' l'alettone sinistro e abbassa il destro (e viceversa): l'ala con l'alettone sollevato si abbassa e l'aeroplano gira da quel lato.

14. Fai la gara

    Lancia ogni modello 5 volte dalla stessa linea e misura con il metro a nastro dove tocca il pavimento la prima volta. Annota le 5 distanze, cancella la peggiore e fai la media delle altre 4.

Funziona? La prova

In un corridoio di 12 m o in una palestra senza correnti d'aria, lancia la freccia con la graffetta 5 volte dalla linea di partenza, sempre con la stessa forza e alla stessa altezza (spalla).

Cosa deve succedere: La freccia piegata bene vola dritta per 8–15 m. L'aliante percorre meno strada (4–8 m) ma ci mette di più a scendere. L'acrobatico fa un looping e atterra a 2–5 m.

Se qualcosa non va

• Picchia e si schianta a 1–2 m — Muso troppo pesante o alettoni piatti. Soluzione: Solleva gli alettoni di altri 1–2 mm o sposta la graffetta di 5 mm indietro.
• Sale, si ferma e cade di coda — Alettoni troppo sollevati o lancio troppo verso l'alto. Soluzione: Abbassa gli alettoni, sposta avanti la graffetta e lancialo più in orizzontale.
• Gira sempre da un lato — Ali di larghezza diversa o alettoni disuguali. Soluzione: Confronta le ali con il calibro; se un alettone è più sollevato, rendili uguali. Per correggere una virata a destra, solleva un po' l'alettone sinistro e abbassa il destro.
• Le ali si chiudono a V stretta o cadono — Fusoliera non chiusa: le ali si separano in volo. Soluzione: Metti il pezzo di nastro sotto le ali, a 4 cm dalla punta.
• Scende a spirale verso il pavimento — Diedro invertito (ali inclinate verso il basso) o pieghe molli. Soluzione: Lascia le ali un po' verso l'alto (Y aperta) e ripassa la chiglia con il righello.
• Vola bene una volta e poi peggio — La punta si schiaccia negli urti e la carta si ammorbidisce. Soluzione: Raddrizza la punta e ripassa le pieghe; dopo una ventina di urti, piegane un altro.

Sicurezza

• Non lanciare mai verso la faccia di qualcuno: la punta della freccia può ferire un occhio. Se siete in tanti, lancia nella stessa direzione degli altri e raccogli il tuo aeroplano quando hanno lanciato tutti.
• La graffetta è un pezzo piccolo: non lasciarla alla portata di bambini sotto i 3 anni.
• Se lanci in cortile, stai lontano da scale e finestre aperte.
• I tagli da carta fanno male: ripassa le pieghe con il righello, non facendo scorrere il dito sul bordo.

La scienza che c'è dietro

Per i bambini

L'aeroplano di carta è come uno scivolo d'aria. Quando lo lanci, le ali spingono l'aria un pochino verso il basso e l'aria, arrabbiata, spinge le ali verso l'alto: è questo che lo tiene su. Il peso lo tira verso il pavimento e l'aria gli frena il muso. La graffetta è come uno zainetto sul muso: lo fa andare dritto come una freccia. E gli alettoni sollevati dietro sono come un timone che gli dice «muso in su!».

Per l'adulto

Sull'aeroplano agiscono peso (≈ 0,05 N per 5 g), portanza, resistenza aerodinamica e, solo durante il lancio, spinta. In volo planato l'aeroplano è un aliante: scende trasformando energia potenziale in lavoro contro la resistenza, e la sua gittata dipende dall'efficienza L/D (≈ 4–6 in una freccia, un po' di più nell'aliante) e dall'energia iniziale. La portanza nasce perché l'ala, con un piccolo angolo d'attacco, devia l'aria verso il basso (terza legge di Newton). La stabilità longitudinale richiede che il baricentro stia davanti al centro di pressione: la graffetta sposta in avanti il baricentro; l'alettone sollevato (timone di profondità o «reflex») genera una piccola forza verso il basso sulla coda che bilancia il momento di beccheggio e mantiene un angolo d'attacco positivo. Con troppa deflessione l'aeroplano entra in cicli di salita e stallo (fugoide) o, con più velocità, completa un looping: è il modello acrobatico. Il diedro (ali a Y) dà stabilità laterale: quando l'aeroplano si inclina, l'ala più bassa presenta più area efficace e lo raddrizza. La freccia ha poca superficie e molto carico alare: ha bisogno di velocità e vola lontano e veloce; l'aliante, con più area e meno carico, vola lento e scende piano.

• portanza: forza verso l'alto che l'aria esercita sulle ali.
• resistenza: forza dell'aria che frena l'aeroplano.
• baricentro: punto in cui l'aeroplano sta in equilibrio su un dito.
• alettone (timone di profondità): bordo posteriore dell'ala che, sollevato, fa alzare il muso.
• diedro: angolo a forma di V aperta formato dalle due ali.
• media: risultato che si ottiene sommando varie misure e dividendo per quante sono.

Per età

• 5–7 anni: L'adulto segna a matita le pieghe 2 e 3 e il bambino le piega seguendo la linea. Concentrati sulla freccia e su «più forte non vuol dire più lontano». L'adulto regola gli alettoni.
• 8–10 anni: Piegano i tre modelli da soli e fanno la gara con le medie. Lascia che scoprano come correggere una virata toccando gli alettoni.
• 11–12 anni: Misurano l'angolo delle pieghe (45° e 22,5°), calcolano dove la piega taglia il bordo (253 mm) e progettano un quarto modello tutto loro, confrontandolo con dati e un grafico distanza–alettone.

In gruppo o in classe

Coppie, 6 fogli A4 e 2 graffette per coppia. Prima: segnare in palestra o in cortile una linea di partenza e dei coni ogni metro. Sessione di 50 min: 15 min di piegatura guidata della freccia (l'insegnante piega in modo che tutti vedano, su un foglio A3), 10 min varianti, 20 min di gara a turni con un bambino «giudice» che misura, 5 min di confronto delle medie alla lavagna. Tutti lanciano nella stessa direzione e raccolgono al segnale.

Sfide

• Progetta un aeroplano che resti in aria più di 4 s lasciato andare da 2 m.
• Fai atterrare l'aeroplano dentro un cerchio a 5 m di distanza.
• Costruisci un aeroplano che torni verso di te (boomerang) regolando un alettone più dell'altro.
• Piega la freccia con un foglio A5 e un altro A3: quale vola più lontano? Perché?

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