科學玩具－磁學－磁浮飛梭

陪伴了10多年的教職生涯，同時也流行過一陣子的磁浮玩具，2019年時終於功成身退了。這是可以用來講靜力平衡的科學玩具，不僅僅是簡單易懂，操作上也是比磁浮陀螺簡單許多，加上成功率高，因此成為百寶箱裡的常備軍。

轉或不轉都可以達到平衡，旋不旋轉就成為次要的討論方向
簡單的力學分析，就能讓國中程度的學生理解合力為零的應有概念

在一次不經意的手滑，當下滑出了裡面的構造，與地面的碰撞造成解體，雖然沒拆解前也大致能想得出來裡面的結構，只是難免心疼。磁力與重力並非想像中的簡單，懸浮的現象也是，稍有擾動，平衡即被破壞，讓飛梭往左或往右偏移。因此這玩具常需要一片裝設在側邊的擋板，讓飛梭的轉軸壓在擋板上，使水平方向的力量得以平衡，操作者只需專注在讓垂直方向的所有力量抵銷。

 
多了一片，價格不變（知道這廣告詞的都是有年紀的，承認吧）
但少了這一片檔板，想要達到平衡，可說是難如登天

翻轉過來，露出內部的設置。有四個磁鐵黏著在裡面的溝槽，兩兩以斜邊相對，所產生磁力的合力便是向上（水平方向的磁力相互抵銷，只剩下兩個同方向累加且皆為向上的垂直力量），支撐著飛梭內部的磁鐵。兩兩一組，就是兩組，對應著飛梭裡的兩個磁鐵。

 
為使磁力方向穩固，固定磁鐵的方式常以溝槽卡著佐以黏膠固定
底座裡的磁鐵不移動，消弭讓平衡不穩定的因素

底座裡一定要特定形狀的磁鐵嗎？倒也不一定
只要不是Ｎ極、Ｓ極交錯鑄成的磁鐵，都可以拿來嘗試看看

飛梭裡則是建議使用環形或實心圓的磁鐵，各向度磁力線的分布較平均，靜止或旋轉起來較其他形狀的磁鐵穩定許多，但如果你有很多時間，在磁鐵的選擇上，還是可以使用柱狀或三角柱磁鐵當作挑戰。

環形磁鐵也是很好的選擇，不論用在底座或飛梭上
而且中間的圓孔，恰好可以讓鉛筆、竹筷或木棍穿入，相當適合組裝

固定磁鐵時，熱熔膠是我的首選。當然也可以使用其他的媒材，像是快乾膠、AB膠、泡棉膠帶或魔術黏土等，但乾了會硬化的接著劑，在磁鐵表面上也會脆化，更何況沒有深入滲透，而魔術黏土有方便、易調整的好處，不過碰上外力稍大時則有變形、磁鐵位移的疑慮。因此，我才會選用稍能緩衝又能固著在不同材質表面上的熱熔膠。

手邊有許多用不完的鉛筆、免洗筷，剛好可以做為轉軸，可用削鉛筆機削出尖端，用以抵住檔板。調整磁鐵位置後，同樣也是使用熱熔膠便能使磁鐵固定於其上。

製作過程和原理說明可參考2015年幫科工館科學學習中心拍攝的影片

不過雖然我把它稱為飛梭，但它其實不像梭子一樣會在絲線中穿來穿去，只是在原處打轉。它適合擺在書桌上，當文青的裝飾（鋼鐵人也在辦公桌上放一組混沌擺），閒暇之餘動動它、轉轉它，不穩定時的抖動，就這樣看著看著，也還蠻療癒的。