2013年2月17日

科學玩具-能量轉換-彈跳投籃機


這一組Shoot a Basket Game彈跳投籃機)曾經出沒在自己的家裡和班級教室內,受歡迎的程度是不分年齡層的,當初在玩具專賣店看到特價時,其實我也沒想太多就買下來了,因為要用在能量轉換的單元上。
裡面含有自動計數器、閃光效果和音樂功能,所以眼光很難不被它吸引

時下流行的投籃機不是我的天下,站在機台前投十元買快感的年代也已經過去,所以只好躲在起來練功。這組玩具我是用來講能量的轉換,尤其是彈力位能。課本中會講到的例子不外乎:球類、擴胸器、彈弓、弓箭、橡皮筋等等。可是除了彈簧和橡皮筋以外,我們還可以給些什麼?

於是乎,我買了這組彈指之間即可完成的遊戲組。由於教室離球場比較遠,所以下課時間往往搶不到球場,那份下課時奪門而出的衝勁兒也漸漸消逝。所以當彈跳投籃機擺在班上的時候,男生們的眼睛為之一亮,讓他們下課也能離開座位,至少作一下手指運動。
組裝完成後,就是填充彈藥的時候了
不過光是將彈藥擺上去還不夠,還要給予射出的能量

發射瞬間,彈力位能被釋放出來,轉換成彈藥射出的動能

在射出初期,軌跡仍成直線運動,但漸漸地會出現變化

相機快門都還沒反應過來,球已經進入籃框,打板得分

將室外活動搬到室內其實是件很不容易的事情,因為牽涉到尺度問題。尺度問題往往會有效果上的差異,所以流言終結者這個節目裡,往往會在室內做完模型實驗後,再搬到室外做真實尺寸的實驗。不過還好彈力和重力不會隨著尺寸而有劇烈的改變,所以充當模擬實驗是在可以接受的範圍。
上升過程中,由於受到重力的作用,所以行進方向會隨時改變
拋體運動是屬於牛頓第二運動定律的範疇

不論是下降還是上升,隨時都有受到力的作用,前進的距離與能量的大小有關
雖然射出角度也應考量在內,但若能量不夠,怎麼投射也不會進籃框的

除了可以從能量轉換的觀點來切入以外,我比較常舉的例子就跟碰撞學說有關。當化學反應欲發生時,分子間必須要有碰撞,而且碰撞的能量要夠、角度要對,反應才能順利進行。就像籃球的罰球一樣,要投出去才有機會得分,但是不見得會進籃框;要進籃框,還要力氣與角度的配合,力氣不夠投不到籃框,角度不對連擦板得分都不行。
打板也是受力情形的一種,力的效應除了形狀改變以外,還可以使運動狀態改變
運動狀態的其中一種變化就是行進方向的改變,也就是打板的瞬間

看看這一球落下的軌跡和高度,是很明顯的投不進,可說是角度對了但能量不夠

我喜歡這兩張照片的比較,原因是捕捉到射出的瞬間殘影:軌跡是直線的
太好了,以後就會有物體離開瞬間的照片了

有些功能是過一陣子才會發現的,因為當時還沒有跟某一個區塊做連結,不過當看的東西越來越多,橫向連結也越來越多的時候,某一些想法才會突然出現。出現的時機是不一定的,所以一定要隨身準備可以寫東西的筆記本或數位產品。不過有時候常常在騎車上班途中想到一些事,若當時不想停下來,嘴裡只好一直反覆地喃喃自語,就怕好不容易出現的靈感飛了。
我給小孩子應有的觀念是玩完玩具之後就要自己收拾好
因為我書房中其他的東西已經夠多了,不能再在既有的走道上堆放雜物

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