2013年1月19日

科學玩具-壓力-爬牆車


古語說:「反其道而行。」,意思是指改變原本的方法,以完全相反的思維去行事。這句話也出現在玩具上,為什麼這麼說呢?因為氣墊船的原理是在船體與接觸面之間製造出一層空氣膜,將船體支撐起來,減少船體與接觸面之間的摩擦力,使得氣墊船本身在移動時的阻力減小,移動速度便會大增。如果再加裝另外一組風扇,便可以控制行進方向。

原本的構造概念非常簡單,但是實體化卻經歷了一段艱辛的開發過程。摩擦力在世界上不可或缺,有好處也有壞處。沒了摩擦力,你就只能以嘴巴靠近食物,將它用吞的方式吞下去;少了摩擦力,你會發現運動中的車停不下來,走路也無法前進,一但出門便會有碰撞事故發生;但要是摩擦力太大,機械運轉時會有大量的能量耗損,使得機械效率降低,卻也是不爭的事實。
這不是一台普通的遙控車,沒錯,它當然具備有紅外線遠端遙控的功能
但是更重要的是,它會紅杏出牆不不不!是「爬牆」~

聰明的業界商人腦筋動得快,同一組裝置,卻能開發出兩種玩具,其創意著實令人稱奇。抽風機或風扇這種東西,運轉方向正確就能展現其正確的功效,就如其名,抽風機當然是抽風囉,而風扇當然是送風呀,這一點都不奇怪。但是從另外一個角度來看,這兩種物品雖各有各的用途,但原理卻是一模一樣,像是一體兩面般。抽風的另外一面,不就是送風嗎?只是方向不同罷了。
具包裝盒裡面就這兩種東西,一個閃電麥坤的造型車體與一個遙控器
第一次玩的時候,要把中間的蓋子打開,由遙控器中取出電線對車體進行充電

如果送風能造成空氣薄膜,使氣墊船得以浮離地面,那麼,抽風的這個動作,反過來就是將主體盡量緊貼接觸面。為何要將主體貼緊接觸面呢?當然是一魚兩吃囉,繼續往下看吧。當我們在講大氣壓力與流體力學的時候,一定會講到白努力定律,這是最基本的概念,也是入門的基礎。當氣流流速快時,對於側向的壓力就會減小,那麼就會在物體兩面形成壓力差,使得兩面受力不均而偏向。這種生活應用很多,像是棒球中的變化球、足球中的香蕉球,甚至是使飛機上升的升力都是如此。
這是遙控器,市面上有多種款式,但萬變不離其宗的是都號稱有三段開關
其實就只是OFF、地面遙控功能與爬牆功能

遙控器左邊右前進和後退的方向桿,右邊有原地左旋和右旋的方向桿,中間有三段開關與充電接線,右下角則是有行進方向的校正鈕。車體本身不使用一次電池,因為電池重量重,對於車身是個負擔,為了抵抗重力,所以車體採用充電式的鋰電池。有在玩遙控直昇機這一類玩具的玩家都知道,輕巧的直昇機上也不可能掛載著四顆額外的電池飛上天,又不是拿來充當導向飛彈,如果有賣這種攻擊直昇機,我一定買。
底部兩側有不織布,主要是讓氣體只能由前後兩端進入,沒它還真不行
這是一項重要的設計,如此便可大幅降低車體與接觸面間的氣壓

既然爬牆車是採用吸的方式,那麼氣密性就顯得異常重要,如果稍有漏氣,那麼「抓地力」就不是那麼足夠,便不能順利附著在接觸面上了。車體中的風扇是將空氣吸入的,有點像小型的吸塵器,風扇運轉的時候,能降低底盤與接觸面之間的氣壓。而且底盤的設計必須是平面的,這樣才能緊貼在接觸面上。
其實兩邊的車輪都是假的,只是裝飾用而已
真正的控制前進後退的車輪隱藏在不織布與假車輪中間,一邊一個
有看到兩個白色的車輪了嗎?它們可獨立以不同的方向運轉呢!

爬牆車的遊戲基礎便是建立在氣壓差異上,有了車身上下方的壓力差,便可將車體壓在光滑面上,所以這輛車不只可以爬牆,它還可以爬天花板哦!但是能不能從牆壁上直接轉爬到夾角90度的天花板上呢?聰明的看倌,你應該可以判斷得出來吧!
這裡便是空氣吸入口,平滑的設計使得空氣的流動不至於紊亂
而且風扇的運轉速度和輪胎的轉動之間要取得平衡
以免形成的壓力差過大,把將車壓得緊緊的,那就跑不動啦

所以我才說商人的腦筋必須要動得快才行,先是推出氣墊船這款玩具,隨後再推出爬牆車這款玩具,外觀雖不同,但只是同樣的風扇裝置顛倒著裝,把吹氣變成吸氣而已,喜歡的消費者只能被剝兩層皮。第四台購物頻道中曾經出現一種廣告,就是在講他們的吸塵器吸力有多強,強到連保齡球都能吸起來,其實只要形成的壓力差夠大,就不是件難事。你也可以將名片折成ㄇ字形,放在桌面上,往ㄇ字形中間吹氣,就會發現名片怎麼吹都吹不翻,這也都是壓力差異的應用。

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