親子活動(二十四)迴紋針玩具

生活科學趣談

材料:迴紋針

製作步驟與玩法:
1. 先將迴紋針扳成一直線
2. 找一個適當大小的圓棍當作繞圓的工具(ex.錐子或手電筒的握柄),將扳直後的鐵絲纏繞上去
3. 接著在鐵絲兩端以鉗子彎折出小精靈的形狀出來,小精靈的嘴巴張開角度盡量接近53°,這個角度能使整體的質心位置恰位於轉軸上,有興趣瞭解角度推導過程的朋友請參考這篇→《Hands-on physics with paper clips

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4. 至於陀螺的轉軸長度,可以設計上下等長或不等長的形式,並藉由實際操作來找出能持續轉動最久的數值(從上軸與下軸都是陀螺半徑的1.65倍長度開始逐漸修短)

5. 由於鐵絲越粗能使轉動慣量越大,有利於增長旋轉的時間(即轉動慣量越大的剛體其角速度越不容易產生變化)。因此完成迴紋針版本之後,可以繼續挑戰折彎難度較高的粗鐵絲版本

6. 還可以加入一條彎曲的鐵絲,來做出”引蛇出洞”的有趣效果,不過需要先將一小塊釹鐵硼強力磁鐵置於陀螺的中央位置。若無釹鐵硼小磁鐵,則可用磁鐵以同一方向摩擦的方式將直鐵線帶磁,然後再彎折成蛇形(註:這條蛇使用越細的鐵絲效果越好)

7. 迴紋針還可以這樣玩↓(警語:最後一種玩法僅可向天空彈射,嚴禁拿來射人)