2013年2月24日

科學玩具-能量轉換-投石器



多年前,有出版社邀請一位嘉義來的老師來分享科學遊戲,原本聽業務說不怎麼需要材料費,心想哪有可能,實作型的研習如果要準備東準備西的,有時候我自己在前置作業的時間就比研習時間多了,怎麼會有這樣的分享?

研習講師帶了三個活動,所帶的器材都很簡單,所以在實作的過程中逐漸了解為什麼材料費很少的原因,因為素材都可以從生活中取得,每個人只要按部就班,都可以製作出簡易的玩具,所以就把它的製作過程,當作說明書般一張一張拍下來,只要按圖索驥,你也可以完成屬於自己的科學玩具。
先準備兩根竹筷加一條橡皮筋製作投石器的骨架
中間纏繞數圈,將其綁緊

可是為了避免扭轉時筷子會相對錯動,所以還要再繞上一條橡皮筋綁緊

以同樣的方式製作六組,長度要大約一致
橡皮筋最後纏繞收尾的地方是在其中一支筷子上

取出其中三組組合出正三角形的底座,連接處一樣使用橡皮筋8字型纏繞

接著慢慢架出立體的三角錐,這些動作要確實,以免後續操作時會滑動

從各個角度觀察一下,最好是對稱的正三角錐,受力會較為平均
這樣一來底座就完工囉

接著再以兩條橡皮筋和三支筷子(兩支在下,一支在上)製作一組投擲桿

取一條小橡皮筋依上面所示繞在投擲桿上

此時在三角錐底座的其中一邊也以同樣的方式纏繞小橡皮筋,當作連結處

在小橡皮筋外再圈繞上一條大橡皮筋,當作發射動力的儲存場域

對照一下做出來的模樣,以大、小橡皮筋作為區分,小橡皮筋其實都是固定用

將投擲桿和底座互相圈繞,連結後可以提起來測試有沒有綁緊
有點像是提燈籠的感覺

最後再把投擲桿和底座綁在角錐頂端,並測試一下可活動的程度

綁上塑膠湯匙,作為承載彈藥的容器
古老的投石器是採用開口大、韌性強的囊狀皮袋或金屬

彈藥是乒乓球,裝在湯匙上投擲出去,危害性不大
最後就是完工驗收囉

這個玩具雖然製作過程很簡便,但要考慮的地方很多,例如投擲時若無固定底座,那麼有一部分的能量會浪費在底座的移動中,而綁湯匙的位置和鬆緊度同樣會影響發射角和投擲距離,所以並不是那麼簡單的運動與能量轉換而已。還有製作過程中,即使每個步驟都很精實,也不一定投擲得遠,反倒是抱持著輕鬆的心情來玩,受力時間長一些,飛行的距離會多一些。

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