衣架槍

原作者：謝迺岳
關鍵詞：彈力，槓桿原理，靜力平衡
同義詞：竹筷槍，原住民竹槍
小朋友常玩的竹筷槍組裝很困難，主要原因是不容易把槍身的架子綁牢；而使用衣架可以迅速製成堅固又有特色的槍。衣架槍以橡皮圈作為子彈，有扳機、保險、彈匣和瞄準器，如果還能發射箭矢，更是無人能敵。

探究問題

如何防止衣架槍的誤射事件？如何增加子彈的初速？射出子彈或箭矢的仰角須幾度才能射得最遠？除了玩具，這種彈力槍還有什麼實用價值？

實作項目

1. 材料
   塑膠皮鐡絲衣架（32cm），竹筷（20cm），橡皮圈，粗吸管（18cm），氣球棒（38cm），粘土
2. 製作
   將一雙竹筷夾住衣架一端並用橡皮圈綁緊，形成扳機。用另一條橡皮圈把竹筷的腳綁緊，並掛在衣架的勾子上形成保險，即完成衣架槍的基本結構了。在槍頭處用剪刀把膠皮剪斷，可以掛上橡皮圈拉到扳機上作為子彈。也可在槍頭處用橡皮圈綁一支粗吸管（吸管前端剪出凹槽），不但可掛子彈，並可增加子彈的彈力。
3. 操作
   用橡皮圈捆紮時，必須把橡皮圈拉長繞緊；然而在綑綁粗吸管時，卻不可使橡皮圈繞太緊，以免使吸管變形讓箭矢無法射出。
   1. 猜測：衣架槍下方的保險繩只有一條，可以平衡幾條扳機上方的橡皮圈子彈？
   2. 猜測：當橡皮圈子彈的伸長量加倍時，橡皮圈的射程是否也會加倍？
   3. 猜測：想要把橡皮圈子彈射的愈遠愈好，衣架槍的仰角應該為幾度？
      

結果與討論

運用了槓桿原理，衣架槍上的橡皮圈子彈與保險繩達成平衡。用手拉扳機破壞了平衡，就使子彈射出去了。

1. 結果：一條保險繩可以平衡許多條子彈（即使子彈橡皮圈的拉力很大）。因為在扳機上，保險繩對應的「抗力臂」很長，而子彈對應的「施力臂」很短。
2. 結果：理論上，橡皮圈伸長量變成四倍時，會使子彈初速變為二倍。但是橡皮圈子彈在飛行時遭遇空氣摩擦，以及相關物體的振動消耗了動能，因此子彈的射程增加量會比較少。
3. 結果：仰角應該比45度小，理由有二：空氣阻力的影響，以及我們是站立發射。
   

教學目標

適用於各年齡層與教育程度的對象，僅調整問題與實驗的難度即可。

1. 知識上：體會槓桿原理的應用，認識空氣阻力對物體運動的影響。
2. 技能上：能動手做自己的工具，能調整使工具達到最佳化。
3. 情意上：喜歡童玩與原住民獵具，與各種文化（自己與他人的）對話而融入。

應用

1. 在科學上：槓桿原理、機械能轉換、空氣阻力等教學。
2. 在科技上：原住民獵具的傳統科技，以及現代救援用的「拋繩槍」。
3. 在藝術上：將寶特瓶排列成圖案，用衣架槍射擊橡皮圈擊倒寶特瓶。
4. 進階活動：在衣架槍前端再綁二條橡皮圈作發射繩；用氣球棒與粘土製作箭矢，穿過粗吸管後卡在扳機的竹筷間，藉發射繩的彈力射出，比賽射遠與射準。

參考資料

學習單-衣架槍