多多玩科學

圖一：用橡皮圈把七個多多罐綁起來 當凳子，可以承受一個人的體重。

圖二：多多罐排蕭，可以吹出美妙的 曲調

卅年前看過一則電視廣告，一位媽媽推著一輛單車，分送醱酵乳到家家戶戶去；美麗的媽媽搭配感人的音樂，讓許多人開始「養」成快「樂」地喝很「多」罐的習慣。 當時生活簡約，沒有人會亂丟垃圾，於是學校開始示範各種多多罐的勞作—桌子、椅子、玩偶與花器。現代的乳酸飲料品牌眾多，奇怪的是罐子形態居然沒有變，容量也差不多。滿坑滿谷的空多多罐，再也沒有人拿來做家俱，就讓我們用多多罐來做玩具與教具吧！

一、樂器

圖三：旮亙樂團的旮亙，演奏時張力十足。 （科學小原子劇照，中為團長少多宜，右為 主持人道武司）

圖四：排灣族的勇士必須會吹奏鼻笛 ，才能贏得美女的青睞。

圖五：在多多罐底鑽孔，並對著洞口 吹氣，可以發出固定的音調；若用另 一手的手掌控制罐口的開閤，可以改 變音調，演奏出好聽的曲子。

多多罐的材質是PS塑膠（聚苯乙烯，Polystyrene，發泡的PS就是寶麗龍）。PS的材質安定、不吸水，但不耐高溫，因此常用於蛋盒與醱酵乳等容器。由於PS易於切割鑽孔，所以多多罐最適合用來做樂器。

1. 排蕭與旮亙
   • 把七個多多罐用橡皮圈綁成一束，每個多多罐用有洞的寶特瓶蓋蓋住，罐裡裝水，然後用吸管平著吹洞口，就有好聽的音樂產生囉。雖然這種多多罐排蕭不容易吹奏，但是美觀大方，擺在桌上很有氣質，不吹時還可以用來插花，能美化環境！

圖六：用多多笛吹泡泡，可以吹得很大，也可 以搖動多多笛製造很多個泡泡，締造世界紀錄。

圖七：在多多罐的側邊鑽四 個小孔，方便用手指按住， 就形成陶笛了。

1. • 在台東有一個阿美族的旮亙樂團，招牌樂器是排蕭與旮亙。樂團的排蕭是由蘆葦桿與箭竹製成，而旮亙則由巨竹製成，七根巨竹綁成一束，用類似夾腳拖（鞋）的彈性板子敲擊管口發聲。我們可以把多多罐排蕭的蓋子取下，剪兩段皮帶來敲罐口，空靈的音樂會很有原住民的感覺喔！
2. 鼻笛與小鬼湖

圖八：用任何罐子都能做陶笛，不用 再花大錢去買，環保且有成就感。

圖九：用氣球與多多罐做大聲公，在 運動會加油，不用再去買汽笛囉。

1. • 在多多罐的底部鑽一個洞，就成為鼻笛了。把罐底貼緊鼻孔，罐身貼住嘴唇，噴氣時可以發出美妙的嗚嗚聲。
   • 鼻笛是台灣南部原住民（排灣、魯凱、卑南和鄒族）的傳統樂器，但是並不容易吹奏；只有頭目、貴族、和擅長打獵的勇士才有閒工夫，所以男生們都努力練習鼻笛證明自己的本事，這樣女孩子才願意嫁給他。
   • 在多多罐底鑽洞時，洞口要像珍珠奶茶用的吸管口徑大，而且洞口必須刮得很光滑，才容易吹出聲響。原來聲音是由振動產生，當我們對瓶底（不是直接對洞口）噴氣時，氣流會橫向吹往洞口，在洞口邊緣使空氣振動發聲，而瓶內氣體共鳴就能發出較大的音量。
   • 如果用鼻子同時對兩個多多罐噴氣，就能發出火車的汽笛聲！原來，我們用其中一隻手握住罐口，延長罐身的空氣柱，則共鳴出ASW的音量較低；另一手僅握住罐身，吹氣時多多罐會發出較高的音調；兩個多多罐同時發出聲音，就像百年前的火車向人們打招呼一樣。
   • 台灣原住民的雙管鼻笛，其中一管沒有按孔，只會發出固定的低音；另一管有三或四個按孔，可以改變音調。說也奇怪，這兩管一起吹奏時，特別感人，尤其在夜深人靜時吹奏「小鬼湖之戀」，當湖面飄揚著鼻笛的哀愁時，「巴嫩公主」一定會現身。
2. 多多笛與泡泡水

圖十：排灣族的獵人吹奏羌笛。（科 學小原子劇照，右為台東縣初來村村 長）

圖十一：右方的多多罐上有一個大孔 ，在孔上貼膠帶，用口含著罐口吹氣， 就會有山羌跑出來喔！左方為口簧笛 。

1. • 在多多罐底鑽孔後，在孔邊用膠帶貼一段吸管，就形成多多笛了。演奏時，對瓶底小孔吹氣，同時移動手掌使罐口開閤，就能產生各種音調囉！
   • 長笛上有許多小孔，按住孔就能使管內的空氣柱變長，共鳴出的音調較低。但是多多笛的笛身較短，共鳴受到三維空間駐波的影響，因此改變開孔的面積，就能改變音調！
   • 用多多笛吹泡泡很好玩，只要在罐口沾一次泡泡水，可以連續吹出27個大泡泡，（竹北國中學生締造的記錄）。而且在持續吹氣使泡泡變大的過程中，瓶內氣壓逐漸變低，音調則同時由低變高；這個實驗提示我們：瓶內的氣壓改變，也是影響音調高低的因素之一。
   • 值得欣賞的是，多多罐和寶特瓶蓋的來源不同，卻能蓋得很密合，甚至用力搖多多罐，瓶蓋都不會掉下來。原來，多多罐和寶特瓶都是直接對著嘴喝的容器，所以它們就能配成對！這個啟示對年青人很有用：天涯何處無芳草，何必單戀一枝花呢？
2. 陶笛與數位

圖十二：布農族全阿姨示範 弓琴。

圖十三：只要用竹籤，棉線和多多罐，我們也 可以自製一支復古的弓琴喔！

1. • 吹奏多多笛能產生各種音調，但是不易控制音準，就像小提琴或胡琴一樣。在多多笛上加蓋並在瓶身鑽四個小孔，運用開閉孔洞來演奏，音準較容易控制，就像吉他或烏克麗麗一般。
   • 小提琴是「類比」的連續音樂器，不論多麼細緻的升降音都能呈現，而且可以表演滑音。吉他是「量子」的不連續音樂器，能精準而快速奏出想要的音調，因此容易學習。現代的資訊記錄與傳播，大多使用數位工具，例如光碟片與數位相機。然而傳統工具仍有它的優點，例如錄音帶的聲音細膩且不易失真，光碟片比不上；使用膠片的傳統相機拍出的相片畫質很高，更是數位相機永遠無法取代的。
   • 在多多笛的罐身上鑽四個同樣大小的孔（約細吸管直徑），用四根手指按壓，共可發出五個音，而且神奇的是：剛好是Do、Re、Mi、Fa、Sol。原來開孔愈多，孔的總面積也愈大；如同用手遮住多多罐口，手掌開閤時會改變罐口的面積，就能控制音調高低。

圖十四：太魯閤族詹秋貴老師示範口 簧琴。

圖十五：在多多罐的下側方切開一個 簧片，用嘴巴罩住簧片周圍並吹氣， 就能發出聲音。

1. • 如果使用較大的多多罐，並鑽更多孔，可以吹奏出更多音階。可是人類不像蜈蚣有很多腳能按很多洞，於是老人家就發明了一種方法，只開四個孔，卻能發出十六個音！
   • 用1與0代表孔的開與閤，就是一種「數位」模式；因此運用數位的方法，調整孔的大小，使它們的面積比分別為1:2:4:8，就是陶笛的真面貎了。最小的孔面積為一單位，稍大的孔的面積為二單位；只要同時開這兩個孔，就不需要再鑽一個三單位的孔了。同理，再大一點的孔的面積為四單位，加一單位的小孔得五，加二單位的孔得六，三孔同開就等於七單位囉。

圖十六：泰雅族的口簧琴展示板，在一塊竹片上竟能綁五片銅簧。（翻 攝自烏來國中小）

1. • 1、2、4、8的數列，正好是數位元件的20、21、22、23，四個孔的組合就成為十六進位。台灣的阿美族人使用八進位，因為他們是捕魚的高手；捕到的魚要分配給全部落的人，使用八進位就可以輕易分為二份、四份或八份，大家公平！可以說：台灣原住民早就進入數位時代，你同意嗎？

圖十七：用多多罐做的風車，美觀耐 用。

1. 大聲公
   • 大聲公的聲音很大，用來嚇人或在運動會上加油，效果都很好。
   • 在多多罐底鑽一個洞，把粗的吸管塞進洞裡並伸到罐口處。在罐口套一顆氣球，然後在罐身鑽一個小洞，在小洞內塞一支細吸管就完成了。

圖十八：用多多罐做一支轉經輪，筒 內放英文單字，轉一百遍就會背了。

1. • 確保所有的吸管都塞緊在罐上，如果發現漏氣就用粘土封住接縫處。在細吸管處用力吹氣，會發出很大的聲音喔！
   • 發聲的原理是：當我們吹氣時，罐內的氣壓增加，然後氣體會從容器最弱的地方—氣球與粗吸管的接觸區洩漏出去。但是，洩氣時會什麼會持續發出很大的聲音呢？原來在洩氣時，氣球與粗吸管的接觸區形成氣流；依據伯努利方程式的描述—氣流快的地方氣壓低，外界氣體就會壓迫氣球與吸管密合。持續地吹氣時，罐內氣壓又增強，再度造成氣流，然後外界氣壓又迫使氣球貼合吸管。同樣的過程在一秒內快速發生許多次，形成振動而發聲。動物在放有聲屁時，和這個道理完全相同！

圖十九：用多多罐做的陀螺，阿里山的小朋友 最會玩。

圖廿：用膠環卡住地牛陀螺 ，並用棉線來拉，很容易成 功。

1. • 傳統的童玩與樂器—蘆笛、葉笛、口琴與嗩吶都有簧片，發聲的機制與大聲公差不多，都是由於氣流造成簧片振動。簧片的形制不一，但是都能發出由低到高的各種音調；只要改變簧片的彈力與共鳴腔的大小，就能演奏出曲調了。

圖廿一：鄒族打陀螺的方法很特別，要用棍子把陀螺甩進竹盤內。（世界 電視台TV課輔班劇照 ）

1. 羌笛與膜笛
   • 台灣南部的原住民有一種羌笛，是打獵的好幫手，由一根竹管縱剖而成，保留一環竹節不切斷；也是運用氣流的斷續使竹管振動發聲。獵人吹羌笛的時候，山羌會跑出來找朋友，然後被箭射中，就成為獵人的下酒菜囉。
   • 多多罐自製一支羌笛吧。在多多罐側邊用剪刀剪開一個小孔，例如2*0.5cm的長方孔，然後用透明膠帶把孔貼住；出力對多多罐口吹氣，就可以發出嗶嗶的尖叫聲了。這種羌笛會把山羌嚇跑，無法打獵；不過讓女生用來防狼也不錯。
   • 旮亙樂團少多宜團長示範過一種獨特的樂器—膜笛，是將細竹管側面削皮，保留竹膜。吹的時候讓喉部的聲帶振動，發出的聲音像是變聲器。用多多來製作膜笛的方法和製作羌笛相同，只是膠帶要貼鬆一點；用它當變聲器向喜歡的人說悄悄話，保證別人聽不出你們的小秘密。

圖廿二：找不到傳統的木製線軸，用多多製作線軸車也很棒。

1. 弓琴
   • 台灣南部原住民有一種特別的弓琴，曾有博物館在一張百年老照片下方註明弓琴已失傳。但是我們在田野調查時，發現布農、排灣和卑南族的耆老還會製作與演奏弓琴。弓琴的外表像弓，但是只有手臂長；吹奏的方式是把弓的一端貼緊唇邊，撥弦時用口腔共鳴。

圖廿三：用多多罐創作一列火車，比比看誰載得多，跑得遠，又不會解 體。

1. • 有一位卑南族的老人家說，年青時追女孩子的經驗是，在黃昏時帶著弓琴到女方屋外，用弓琴的一端抵住女孩子的木窗演奏。女方家長若同意他們交往，就會讓女孩子端著一盤檳榔到屋外和男生坐著聊天，而家長則躲在屋內偷聽他們的談話。這種談情說愛的方法真的安全又有效，因為後來這位女孩子就嫁給這位耆老了。
   • 用多多罐做一支弓琴來玩玩。首先找兩支長竹籤，用橡皮圈或細線把竹籤兩端綁緊；然後用一條棉線綁住竹籤兩端，成為弓弦；接著把一個多多罐卡在竹籤的一端，並用棉線把多多罐綁緊在竹籤上，就大功告成了。
   • 撥動弓弦，可以聽到咚咚的聲音；如果用手把弦壓在竹籤上，還可以改變音調。用類似原住民操作弓琴的方法，是把竹籤的一端抵住身體，在撥弦的同時把竹籤彎曲，就可以演奏音樂了。多多罐在自製弓琴的角色，相當於我們的口腔，可以讓罐內的空氣共鳴，使音量加大。如果只想表演給心愛的人聽，就把多多罐取下，別人就聽不見我們的悄悄話囉！
2. 口簧琴

圖廿四：用多多罐製作一艘水鴨船， 能航行還能載很多乘客，但是要怎樣 避免翻船呢？

1. • 台灣原住民大都能吹奏口簧琴。口簧琴的形制，是在一塊竹片上切開一個長方形的口，在切口上綁一片銅簧而成。吹奏時要把竹片的一端貼住嘴角，用手撥銅簧或用繩拉的方式使銅簧振動而發聲。

圖廿五：把多多罐橫切成上下兩半，用粘土把它們結合起來，就成為不倒 翁了．把不倒翁放在桌上，看著它天天都開心。

1. • 我們也可以利用多多罐仿製一具口簧琴。首先用刀片在多多罐的側邊切一個孔，但是孔口的簧片不要切斷。吹奏時用嘴巴罩住多多罐上的簧片，並輕輕吹氣，這時就能聽到響亮的聲音了。
   • 真正的口簧琴也是表達情意的工具，像弓琴一樣音量很小，但是能利用口腔的開閤來改變音調。多多口簧琴聲音很大，但是不易改變音調，除非能找到有彈性的多多罐。

二、童玩

1. 水勺與風車
   • 把多多罐橫切一半，用冰棒棍穿過多多罐的下半部，就變成一支傳統水勺了。小小孩扮家家酒一定很喜歡玩這支勺子，可舀水或砂，堅固耐用又環保。
   • 在一個多多罐的側邊鑽六個洞，把三支水勺的柄穿過洞卡住。接著在多多罐的開口處加一個寶特瓶蓋，並在蓋中央與多多罐的底部鑽孔，然後用一支竹籤穿過多多罐與寶特瓶蓋，就成為一具風車了。
   • 風車是一種力平衡的玩具。雖然每個勺子受力不平均而會後退，但是整體受力是平衡的，所以風車不會移動。還有，每個勺子的凹處受風壓較大（空氣在勺子內會壓縮），平的一端受風壓較小（空氣會從勺子表面滑開），所以風車兩側的勺子才不會僵在那裡不動。
   • 把風車插在花盆裡，變成一架風速計。用電扇吹，比比看誰的風車轉得最快。也可以把風車綁在單車的把手上，騎車時看著風車轉，心情更快活。
2. 轉經輪
   • 把一個寶特瓶蓋蓋在多多罐上，然後在蓋子中央及多多罐底分別鑽孔。用一根竹籤穿過多多罐及蓋子，手拿竹籤搖搖看，發現多多罐很難轉動。
   • 原來，必須有「力矩」才能使物體轉動。當竹籤貫穿多多罐中央時，竹籤與多多罐之間的摩擦力太靠近多多罐的重心，力臂很小，所以即使用力也不易使它轉動。這時，用一塊粘土粘在多多罐的腰部，再搖動竹籤，多多罐就能轉起來了。原來，粘土加上多多罐合體的重心被移開了，所以這種裝置稱為偏心軸，常用在使物體跳動的機械中。
   • 如果用兩條橡皮圈串聯後，其中一條套在多多罐的腰身，另一條橡皮圈上綁一塊粘土，然後搖竹籤，多多罐會更輕鬆的轉起來。原來多多罐和粘土合體的重心更偏離軸心，因此竹籤的摩擦力就能產生足夠大的力矩，使多多罐轉動。類似的實用裝置是藏傳佛教的「轉經輪」，喇嘛們在轉經輪中塞一張寫滿佛經的紙，轉一圈等於唸一遍，所以邊走路邊轉，省力又方便。
3. 陀螺
   • 把一個寶特瓶蓋蓋在多多罐上，然後在蓋子中央及多多罐底分別鑽孔。用一根竹筷穿過蓋子與多多罐的孔並卡緊，就成為一個陀螺了。用雙手手掌夾住竹筷轉動陀螺，看看誰的陀螺轉得最久。
   • 台灣原住民和漢人有許多種類的陀螺。泰雅族的陀螺兩頭尖尖像顆橄欖、鄒族的陀螺有個細的腰身、排灣和魯凱族的陀螺以石板為主、阿美族用檳榔做陀螺，其他族的陀螺像圓錐。
   • 打陀螺的方式也有很多種。泰雅族會用繩子綁在陀螺的一端，拋向五公尺外的竹盤內；鄒族也是擲到盤中，但是會先把繩子綁在一根長棍上再擲出陀螺；排灣族則把一條繩子對折後綁在陀螺上，手拉繩子兩端在原地釋放陀螺；魯凱和阿美族用兩手手掌來搓；布農族則用鞭子一直抽打。漢族能用繩子拋陀螺到一個架高的小平台上，也可使用一個有洞的棍子來幫助拉陀螺，非常容易操作。
   • 打陀螺的意義，在各族群中也有不同。泰雅族用來訓練男孩子的打獵能力、鄒族則用來占卜、阿美族用陀螺來勉勵男孩向上。其實各族群都認為：能夠自己找木頭彫刻與競賽，這種孩子一定不會變壞，所以都會微笑著欣賞打陀螺的男孩們。
   • 用多多罐做的陀螺環保又易製，同時能展現各族陀螺的特色。操作時，首先比較用手指與手掌搓動竹筷，會發現用手掌搓時，陀螺能轉得較久；原因是手掌對陀螺作功較多（能出較大的力，且施力的時間較長）。如果用繩子來打陀螺，不但能作功更多，還可以擲往遠處的盤中；原來在拋出陀螺後，繩子拉住陀螺使它轉動加快，同時使陀螺移動的速率減慢，就能定點駐停囉！
   • 如果覺得多多陀螺很快就停止轉動，是因為它太輕了。把20條橡皮圈綁在多多罐的腰身，增加陀螺的轉動慣量（質量增加，且質量分配在離軸較遠的地方），陀螺就能轉得更久了。
   • 現代的孩子很少自製陀螺，更不會用繩子打陀螺。所以準備一個塑膠環（也可用瓶蓋鑽洞代替），把棉線穿過環再綁在竹筷上；一手扶住陀螺，另一手拉棉線，就可以輕鬆使陀螺旋轉了。這種陀螺稱為地牛，如果在多多罐上再挖一個一平方公分的大洞，當陀螺快速轉動時會嗚嗚叫，這種陀螺就稱為天聲。市面上的天聲是用竹子或塑膠製造的，現代人砍竹子不方便，塑膠又不環保，玩壞了也無法修理，還是自己用回收的多多罐做幾個多多陀螺，送禮自用兩相宜。

三、交通工具

1. 線軸車
   • 卅年前，母親都會用裁縫車修補衣服；那時有許多木製的縫衣線軸，小朋友都用它來做線軸車。現代的衣服都是成衣廠大量製造的，破了就丟，沒人補了，所以也找不到木製線軸。讓我們利用多多罐來製作多多線軸車吧！
   • 把一個寶特瓶蓋蓋在多多罐上，然後在蓋子中央及多多罐底分別鑽孔。用一條橡皮圈穿過蓋子與多多罐，在多多罐底的這一端，用一支牙籤固定橡皮圈；在瓶蓋的一端，用一根硬的長吸管固定橡皮圈，就完成線軸車的基本款了。
   • 操作時，一手抓住多多罐，另一手把吸管繞著多多罐轉卅圈，把多多罐放在地面，它就會往前奔馳。原來，在我們轉動吸管時，就是對橡皮圈作功，也就是把能量以彈力位能的形態貯存起來。把多多罐放在地面時，位能再釋放變成動能，所以多多罐才會滾動。
   • 另一種解釋方法是：我們轉動吸管時，使橡皮圈發生形狀改變；當我們的手離開時，橡皮圈的彈力想使它恢復原狀。如果把多多罐拋向空中，吸管和多多罐會反向轉動（角動量守恆定律）。但是把多多罐放在地面時，吸管被地面擋住不能轉，就只能讓多多線軸車前進囉！
   • 這個實驗有很多變化，例如在多多罐的腰身綁橡皮圈來增加轉動慣量，會使多多線軸車行走得更為穩重；又如果在多多罐的罐身綁橡皮圈，則能增加罐子與地面的摩擦係數，使多多罐較不易打滑。還有，如果把吸管延長，例如用另一支吸管插在原來的吸管中，則多多罐較不易轉彎；因為較長的吸管對地面的壓力較小，使多多罐的頭尾兩端等速轉動，對於跑直線的比賽更有幫助！

1. 火車
   • 見過火柴盒小汽車嗎？到百貨公司買一定很貴，不如自己用火柴盒做一個。然而，用多多罐做火車更炫，因為火車有很多節車廂！
   • 首先用寶特瓶蓋蓋住多多罐，並在蓋上與多多罐底鑽孔，然後把多多罐的側邊下方切掉一半，方便載運貨物。
   • 在每個多多罐的腰身，用橡皮圈綁一支硬質吸管作軸；然後用竹籤穿過吸管，竹籤兩端分別刺穿一個寶特瓶蓋（或乒乓球）做為輪子，最後用棉線把所有多多罐連起來，就成為好看又好玩的多多列車囉。
   • 把一塊木板或塑膠板斜放在地上，然後把多多列車放在板面上。當列車從板面滑下後，比賽誰的列車能走最遠且不解體。在列車上裝載貨物，較重的車能滑得較遠，而且車頭加重較不易解體喔！
2. 水鴨船
   • 多多罐不只在陸上發威，在水中更神氣，來製作一艘水鴨船吧。首先用寶特瓶蓋蓋住多多罐，然後在蓋子與多多罐底鑽孔。在多多罐的側邊另鑽兩個洞，插一支竹籤，然後在竹籤兩端各刺一截粗吸管做漿。在竹籤的中央綁一條橡皮圈，再把橡皮圈拉長鑽過瓶蓋的小洞，並用一支牙籤固定橡皮圈，就大功告成了。
   • 一手握住多多罐，另一手把水鴨船的漿旋轉卅下，然後把水鴨船放在水盆中，它就會打水前進，是牛頓第三運動定律（作用力與反作用力定律）的最佳展現。事實上，這時的水鴨船會翻船，因為頭太輕。原理就像線軸車一樣，橡皮圈的恢復力會使多多罐與漿反向旋轉（角動量守恆定律）。如果我們用粘土把水鴨船的頭加重，因重心靠近頭部，所以水鴨船就不易翻了。
   • 這個實驗還有一些變化，例如把漿做大或做長，也可用長竹籤使漿的間隔加大，都會產生有趣的變化，你可以試試看，做出一艘無敵強力霹靂多多水鴨船！

我常在多多罐的課程結束時，問大家多多罐的容積為多少？答對的人很多！它的容積是100mL，十罐多多恰好一公升，用來量汽油剛剛好！所以對於身邊的物品多多了解，將來就有多多的用處囉！