2012年12月23日

科學玩具-流體力學-飛輪槍

有一個珍藏的玩具值得推薦一下,因為它可以在室內玩,也可以在戶外操場、公園或球場等寬廣的地方示範,沒有場地的限制,只要不對準人的頭部發射就可以了,身體被打到其實不會痛。
包裝盒上寫的是「衝擊3進化」,其實就是這個玩具的三個賣點:迴轉力、速度和安定性,將穩定飛行要素通通包含在內。如同陀螺儀快速旋轉時得到甚大的轉動慣量,所以可保持一定方向,稱之為「定軸性」﹝regidity;另一特性為受到外來扭力矩時,不依外來扭力矩方向轉動,而在外來扭力矩的垂直方向轉動,稱之為「進動性」﹝precession。這個玩具也是利用這些科學原理來讓飛行更加穩定。

令人驚訝的是,也就是讓我買這個玩具的原因,就是它的飛行距離至少可以到二~三十公尺,而且由於轉速夠快,前三分之二的飛行軌道還可以保持直線前進哩!
內附有三個飛輪,需將飛輪放在槍前旋轉,這個過程是使槍主體內部的彈簧受力形變並儲存彈力位能,按下扳機後彈簧能量即獲得釋放,同時牽引槍口的轉子(紫色部分)使其旋轉,依附在槍口的飛輪也因此得到旋轉的動力來源。
飛輪發射旋轉時具有傾斜角度的翼片產生一股向後推進的氣流,而根據牛頓第三運動定律使得飛輪受到一股反作用力而向前推進。中央是軟質吸盤,可在撞擊物品時利用大氣壓力壓附在物體表面。且吸盤與翼片間並不是一體成型的,所以當吸盤吸附在物體表面時,翼片旋轉的離心力量如果大於大氣壓力所造成的附著力時,飛輪可是會脫離物體表面哦!

一個玩具通常不會只有一種科學原理,我想得到的茲列如下:
1、彈力位能的儲存與釋放
2、牛頓第三運動定律
3、大氣壓力
4、陀螺儀的性質與轉動慣量
5、兩力平衡
這是另一種便宜的款式
左邊是地面上的陀螺組,右邊是只能向上的飛輪(未附吸盤)

這也是另一種便宜的款式,不過一分錢一分貨
雖然和日本玩具一樣可以平飛,但由於槍主體內部的便宜彈簧太硬(不好轉)
無法儲存太多彈力位能,所以飛行距離可想而知,比較短
而且塑膠槍拿在手上很沒有質感

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