2013年2月17日

科學玩具-磁學-磁來運轉好運到


自從兩年前製作科學玩具─磁學─磁轉玩偶開始,發展到現在至少經歷過第一代至第八代的演變,在這一段時間裡,也製作出各式各樣的瓶蓋玩偶,有現成的公仔可以搭配,也有DIY版本可以選擇,都是我辦理研習講座、上課內容的一部分。

這次所要介紹的是雖然早在年初已製作出來,但今年八月才在2011物理教學與示範研討會動態演示觀摩中公開亮相的磁來運轉(魔術棒版本),只要一根管子,加上簡單的造型裝飾一下,就可以順利引發思考,進而探究裡面的幽玄深奧。其實這裡面並沒有用到高深的學問,但卻是一個引子。
管子、筷子和紙製十字就是最基本的配備
不過還有兩位主角隱藏在其中,待我慢慢道來……

這裡所使用的魔術棒其實是劫後餘生的殘骸,純粹的利用其剩餘價值。因為小朋友在小二即將升小三的期末,班級導師舉辦了一場同樂會請他們每位推出一項表演,而由於家裡小朋友在一年級時所演示的維他命C還原魔術已經獲得滿堂彩,所以也就更期待我這個家長幫他提供一些表演的點子。

同樣是魔術,不過他想表演的「魔戒」被我說服不要拿出來,因為這個老梗同學都看過,所以我提供另外一項既簡單又易學的「遍地開花」(魔術道具)給他,而且只要利用磁性和慣性就可以撐完一分鐘的表演,步驟和原理解釋起來也不會太難。

可是當天回家後,就看到當做是紅色花瓣和綠色樹葉的羽毛梗斷得七零八落,黏都黏不回去,磁鐵底座也破了。家裡的小朋友當然知道不可以這樣做,但是其他人呢?一問之下,果然是同班的小女孩玩成這樣的,只不過事後連個道歉也沒有。本來是想寫聯絡簿請老師代為處理的,不是要對方賠,而是要小朋友學會負責的觀念。只不過,後來被老婆擋了下來,不了了之,那也就是代表那位小女孩少了一次機會教育的學習。

因為只剩下一個完整的魔術棒,所以就拿來做為其他教具的一部分,而且我要的就是它「中空管狀」的特質,因為可以塞入其他東西,變化就多了。
紙卡也是資源回收來的東西,我把畢業生製作紀念冊剩下的材料收集起來
裁切黏貼後就成了黑白相間並可以在管子上旋轉的紙製十字陀螺

塞入什麼東西呢?管狀當然要塞入柱狀的物品啊!所以手邊的筷子便成了最佳搭檔,不但又直又長,而且一端傾斜。利用這些原本就有的特性,再加工一下,就是嶄新而有趣的玩具了。
筷子一端漸漸變細,用以夾取食物,而中、日、韓三方的筷子形狀也不一樣呢
在細端用熱熔膠黏上磁鐵,加工之後成為動力機關

熱熔膠包覆個幾圈將磁鐵固定在前端,造型隨意,只要不妨礙進出魔術棒即可
被完全包住也沒關係,證明了磁力是一種超距力的存在

我把它稱為磁來運轉,就是以磁力為驅動,讓魔術棒上的紙製十字轉動起來,十字的背後當然也有一顆小磁鐵,原理和先前所發表的科學玩具─磁學─磁轉玩偶相同,都是利用磁力作用的不平衡,因而產生力矩轉動的效應。

轉動效果的良窳取決於磁力與摩擦力,磁力太強則增加了摩擦力(因為正向力增加),磁力太弱則轉動不了,直接被吸著移動。另外,能否任意地操縱轉動方向呢?當然可以!想順時鐘或逆時鐘轉動都是存乎一心,江湖一點訣而已。

看過我分享這個教具的科教夥伴均愛不釋手,因為跳脫了以往磁鐵單元在示範時只有吸引與排斥的線性運動印象,轉而增加了轉動運動,讓人很想擁有。如果能像影片中轉動得這麼漂亮、平穩、順暢,那一定是很吸睛的科學演示教具。
這個版本把紙製十字由黑白改為彩色,轉起來漂亮多了
曾經在科學論壇2011物理教學與示範研討會動態演示觀摩大師陪你玩科學亮相

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2 則留言:

  1. 不好意思~~我在製作的時候發現我的紙片只會移動而不會轉動
    不知道要如何做才能讓它力矩不為零

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