2013年2月15日

科學玩具-運動學-紙陀螺


買這個東西,只是想看看圖案在視覺暫留下的效果是如何

它是一個小孩子的玩具,很適合幼兒園的小朋友,因為不但可以在空白圖版上塗鴉,也可以藉由捏與轉的訓練,來讓指頭肌肉的運用更加靈活。Spiral Magic其實說穿了,就只是陀螺而已。可是我好奇的是,包裝上寫的「Super Power High」是什麼意思?難道會強到飛上天?
裡面有六種花色,什麼形狀都有,前面是彩色,後面是黑框圖案
除了兩個軸心之外,還附有一組蠟筆

當初會想買它,是因為便宜而且物超所值,才14元(這麼低價的東西,想也知道是大陸產品)。說真的,六種版面上的圖案會讓人眼花撩亂,不過先玩再說,何必為科學而科學起來呢?尤其是家裡的小小孩,看到東西先伸手摸摸看,因為這是她認識世界的方法之一,也是我很喜歡的「觸摸科學」,不過我當然不會讓她碰蠟筆。
中間的軸心扮演了非常重要的角色
接觸點小、光滑,而且可拆卸後組裝再重複使用

平時放置時是偏向一邊的,因為重心在支點上方並不容易平衡
但是旋轉時的方向恆常不變(理想狀況),則是因為角動量守恆的關係

當然上面那一組轉得慢,所以還能看到上面原本的愛心花色,而周圍比較小的圖案則是比較容易形成線條,更外圍的邊框就開始分不清了。這麼說好了,如果以輪軸的觀念來說,輪轉一圈,軸也同時轉一圈。雖然圖案上面的每一個質點轉一圈都花費相同的時間(角速度相同),但是移動的路徑長卻不盡相同(切線速度不相同)。外圈的質點走得比較快,所以眼睛比較不容易分辨清楚快速移動的物體。
再看一次別的花色的情形,同樣是這種情形
轉速越高,眼睛就無法清晰的看清圖案

而且色彩都混在一起了,所以除了模糊以外,還會出現其他顏色
這跟眼睛的辨識能力有關,跟腦容量無關,我們會將所看到的稱為視覺暫留

除了看到殘影外,也能看到頻閃效應。就像底下的圖案,中間尚可辨識的輻條會順時鐘轉動,也會逆時鐘轉動,在順逆交替之際,偶爾會出現定格的畫面,就像日光燈下的電風扇一樣。
猜猜看這是哪一個?它最適合當武器了

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