2013年3月2日

科學玩具-力學-玩具背後的問題(下)


所以當買到的玩具無法發揮預期的功能時,就要想法子去改裝,不然就是在買裝飾品而已。接下來的這個衝浪板可以改裝的原因在於它的可拆解性,只要有辦法拆開來,無形之中就增加了一些可能性。原本的衝浪板上有三個突起點,讓玩偶可以站在不同的位置,調整重心之後的板子傾斜角也不同,讓擺設起來的模樣具有變化。
一樣是買來就包裝完整的商品,不同的地方是玩具要自己組裝、裝飾
不過既然是兒童餐的玩具,難度就不會太高

不過再怎麼變化都是衝浪板,而且問題又再次浮現了,衝浪板的重量輕且截面積小,而企鵝玩偶的重量重但截面積卻更小,這樣的設計使得兩者結合在一起時,整體重心的位置比在平面的支點高,無法穩定又容易傾倒,所以要旋轉玩偶到特定的角度才能維持平衡,但外力稍微一碰撞,還是逃離不了衝浪初學者時常落水的命運。
玩偶姿勢是完全固定的,無法像上一篇的叔叔一樣可以調整,因此重心也固定
但是重心提高的另一個壞處就是所形成的重心力矩容易讓玩偶倒下來

所以它除了是擺飾或平衡玩具以外,還可以做甚麼呢?當初買下這個玩具包的時候是有深思熟慮過的,我看上的不是玩偶,因為改造的機會和程度不大,反而是底下的衝浪板引起我的興趣,尤其是衝浪板空心又透明,空殼裡面可以填充的材質和數量就成了我開始發想與改造的起點。
空心衝浪板中間只有一小張紋路裝飾用的紙片,所以重量極輕
當填充外來重物時,對整體運動型態的改變就會加劇

先把玩偶摒除在外,可以從其他方向來思考。底下是光滑具弧線的板子,所以摩擦力也連帶著降低,那旋轉起來的效應就會很明顯,這是其一。第二,上方是平面,所以我可以擺放一些東西上去來改變配重與重心,如果要突顯差異性的話,增加的物質就擺得偏離軸線一些即可。

那我到底買它要做什麼呢?其實是想做成像Rattle Back般的玩具,傳統的木製實心玩具利用物質質量分布的差異,加上驅動時的下壓力量,使得旋轉中物體邊轉動邊上下晃動,待轉動動能逐漸轉變成上下晃動的動能時,就開始反向迴轉了。然而木製玩具的內部沒辦法被窺見,所以我才想要從透明的塑膠玩具來改裝,在各個不同的部位加上黏土,如此一來,學生也就能看到裡面的奧妙,甚至也能動手去改變、調整其中的物質分布,讓自己有觸摸科學的機會。

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