2024年1月20日

科學玩具-力學-快樂的鴕鳥

在旗津的老街上買到木製玩具-快樂的鴕鳥,雖然不知道它快不快樂,但確定的是能讓人想動動它,聽聽腳步聲。這是第二組工廠大量製造的自走玩具,所以斜面、重心與摩擦力、擺幅與週期之類的可探究因素就不再贅述。

10年過去了,當初5歲的小朋友還是能保持當時的童心

自走玩具並非自己會啟動,需要是透過斜面來造成重心的移位,而產生重力位能與動能之間的轉換。前足與身體一體成形(有些版本是膠合固定),後足可以自由擺動。整體重心要在後足的轉軸的斜上方,才能在斜面上運動時不斷的擺動後足。
 
曲面足板讓自走玩具整體重心產生前後移位
重心前移時,後足便懸空再向前足並攏


起始的擺動也很重要,必須讓重心後移
最好是移出後足支撐面(垂直投影面)外,但又不能太過

在重心後移時,便改以後足佇在斜面上,待前足懸空並向前邁開時,即產生下一波的往復運動。過程中,斜面坡度扮演了另一關鍵角色-「閾值」,或稱為「極限」。自走玩具不適合在坡度大的斜面上擺動,一旦重心前移並超過支點時,它就會向前傾,當重心移出前足的支撐面時便會前倒,因為它不像Michael Jackson可以靠地板的卡扣撐住身體而前傾45度。

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