科學玩具－磁學－磁浮軌道

之前到科教館（臺灣科學教育館）開會，獲得一個館方開發的、號稱磁浮的DIY伴手禮。沒有說明書，實際做出來的外觀大致上如下圖，的確也和磁力有關，但是卻跟真正的磁浮有段差距，也就是並非懸浮。

 
先折出兩側有厚度的紙盒軌道，隱藏部分物件
再將圓形磁鐵及裝飾用玩偶吸附在軌道上，即可運行

隱藏在紙盒子裡的軌道使用了2條常見的、長的軟磁條，裝的時候要注意極性，兩側軌道的磁極上下置放決定了一切。如果兩側磁條對圓形磁鐵均形成排斥，就會很不穩定，如果有玩過磁浮陀螺的夥伴就知道，陀螺需要持續旋轉才能穩定；也能讓兩側磁條都吸引圓形磁鐵；更能一邊吸引、一邊排斥。哪一種方式較好，做了才知道。

由於本身無動力，平放時將達穩定的靜力平衡

所使用的是重力驅動，因此須將紙盒傾斜，讓圓形磁鐵吸附在磁條上旋轉

市面上有些號稱磁浮的玩具軌道列車也是如此設計，但卻不是真正的磁浮，實際上是有接觸的。當紙盒受力傾斜時，圓形磁鐵重力的分力力矩（支點即為接觸點、力臂即為圓形磁鐵半徑）使得了圓形磁鐵旋轉。

磁條如何置放呢？我採用的模式是兩側均能吸引圓形磁鐵，讓圓形磁鐵吸附在同一側穩定前行時，而另一側提供的吸引力，則是讓圓形磁鐵保持水平，不至於因本身的重力而歪斜。過程中即使圓形磁鐵被吸附到另一側（換到另外一邊），運行也不會受影響。

知道這樣的製作原理後，可以設計圓形或橢圓形軌道，並加入電池與馬達驅動，讓圓形磁鐵持續轉動的話，水平的軌道即使不用傾斜，也能看到列車一直衝衝衝（外觀要設計一下，這是個人美感能力）。

生活科學－聲波－風車打擊樂

2019年6月在旗津的海灘看到這款展示品，是有關於打擊的樂器，也以可編程化的形式呈現。由於當下展示品無人駐足或看顧，所以便從各種角度環顧它的構造，明白運作原理之後，姑且將它稱為風車打擊樂。

本體由金屬架支撐著，頂端套上半截寶特瓶，是為了防止意外戳傷
外觀上未見驅動方式，應該是還沒裝上，但可從細節慢慢推敲

其實它跟音樂盒的設計大同小異，有音筒、撞針和音梳三個主要的構件。音筒就是中央的白色桶子，桶子上畫有格線，是用來安排聲音出現的合適間距；在桶子上的突出物就是撞針，這裡用圓木棍及木塊製作，突出的圓木棍在被帶動旋轉時能撥動下方的音梳；音梳上部切成斜面，便於圓木棍撥動。

金屬架上的齒輪組帶動軸心，使音筒得以轉動，音筒上的撞針依序撥動音梳
可以加組扇葉，形成風力驅動，或是裝上曲柄搖桿，手動控制轉速也行

音梳的整體設計則是採用支點在中央、施力臂小於抗力臂的槓桿型態。為了音梳更好撥動，能省力的斜面設計便不可或缺。當音梳被撥動時，下部的木槌便舉起，蓄勢敲下，當然木槌舉得越高，敲打的力道就越大，聲音的層次也能表現出來。

這是個費力的槓桿，支點就是套上彩色吸管的轉軸
穿過木塊的細長圓木棍成為力臂，帶動木槌敲出聲音

底下的木槌讓我想起攻城槌，只是前方為圓球的造型，讓撞擊力集中在瓶身上的一點。和鋼琴、木琴等打擊樂樂器相同，不同的頻率就對應於不同的琴鍵，而瓶子的發聲頻率則由瓶內的水量來調整、控制。因為有八個瓶子，所以只能產生八種音頻，跟八音盒（音樂盒）一樣呢！