魔瓶

生活科學趣談

在不打破瓶子的前提下,如何徒手將木棒取出以讀取瓶中信呢?

材料:
1. 欲資源回收的透明無色玻璃瓶(ex.酒瓶、便利商店賣的豆漿瓶、咖啡瓶、奶茶瓶…),寶特瓶亦可(玻璃瓶的難度較高)
2. 欲資源回收的棍子(ex.木棒、3分PVC管、塑膠管、支架管、樹枝、竹子、牙刷…),直徑以12mm左右為佳
3. 六角螺絲附帽(3/8″ × 1″ 或  5/16″ × 1″)

做法:
1. 在距離棍子一端約1公分處以電鑽鑽一孔(如果是PVC管,以剪刀挖洞亦可),孔徑10mm(配合3/8英吋的六角螺絲),以螺絲能輕易滑進孔洞內為原則
2. 在此洞上方1公分處可再鑽一孔,方向與第一孔垂直,亦即兩組螺絲鎖好後彼此垂直
3. 先將螺絲與螺帽丟入瓶中,再將棍子放入,然後鎖上螺絲^^
4. 可多做幾瓶,當作茶餘飯後的益智遊戲,比賽誰最快將木棍抽出,然後又能將螺帽鎖回(註:鎖回的難度更高)

原理:
當左手握緊瓶身而右手將棍子往外拉使六角螺絲、螺帽與瓶身接觸時,雖然鐵與玻璃之間的摩擦係數非常小,但是這個不為零的摩擦力仍能提供當作螺帽旋轉所需的力矩來源。由於瓶子頸部內徑往瓶口方向是逐漸變窄,因此接觸的部位是在螺絲螺帽靠近瓶口處,螺絲螺帽與瓶子的相對旋轉模式就如同是2個正交的傘齒輪,亦即傳動方向會產生90度的變化

若右手以逆時鐘方式旋轉,螺絲與螺帽的旋轉方向會彼此相反而朝著互相鬆開的方式旋轉(以正牙的螺絲而言),所以只要右手持續以逆時鐘方式旋轉,螺帽即會鬆開。同理,重新鎖上的過程中,右手持續以順時鐘方式旋轉,螺帽就會越旋越緊。

如果在五金行買得到帶插拴的螺絲,還可以做出下列影片這種更難解的成品,保證會讓朋友們看傻了眼^^

解法:

工具版 → Bolt in the bottle

徒手版 → Bolt in a Bulb

專業版 → Trash to Treasure