林投葉風車

原作者：謝迺岳
關鍵詞：風向雞，風向計，童玩
同義詞：編織帶風車，香蕉葉風車，四葉草風車

在屏東，一位美麗的排灣族姐姐示範用林投葉製作風車；在宜蘭，一位耆老用香蕉葉製作風車，說他們小時候在海邊迎風讓風車快速旋轉，度過了豐富並快樂的童年。其實只要使用長條形的軟材料，就可以編織出一個小風車。手編這種四葉形的風車，不只能享有原住民的快樂，還能在製作過程中探究其中的科學原理，立刻升級為風電工程師！

探究問題

林投葉風車要如何製作？為什麼這種風車能迎風旋轉？風車槳葉應該多長才是最佳設計？常見的風車有那些種類？除了做玩具與發電，風車還有什麼用途？

實作項目

1. 材料
   細編織帶（22cm），長竹籤，粗吸管（18cm）
   
2. 製作
   把編織帶依照「田字編」的方法編成十字，並用一支竹籤貫穿十字的中心，就能形成一支風車。把一根粗吸管套在竹籤上，讓扇面迎著風就能轉個不停。
   
3. 操作
   把四片槳葉剪成相等長度。接著把一小段粗吸管插在竹籤上並推到槳葉後方，就可以減小旋轉時的摩擦力。扭轉槳葉找到最適合的攻角，使風車轉得最快。
   
   1. 猜測：風速愈快，風車是否轉得愈快？先猜想再操作。
      
   2. 猜測：固定風速時，槳葉的長度愈長是否轉得愈快？先猜想再操作。
      
   3. 猜測：固定風速時，槳葉的攻角愈大是否轉得愈快？先猜想再操作。
      

結果與討論

風車的效率與槳葉的長度有關；較窄的槳葉，適合在風速較大的地方使用。

1. 結果：風速愈快時，風車的轉速先增加後減少。因為在高速時葉片可能成為「失速」狀態，且風車有可能損壞。
2. 結果：槳葉的長度愈長時，風車的轉速先增加後減少。因為槳葉受到的扭力增加，且葉片會扭曲而失去平衡。
3. 結果：攻角愈大時，風車的轉速先增加後減少。因為攻角太大反而失去推力。
   

教學目標

各年齡與各種教育程度皆可，親子共學更佳。

1. 知識上：認識原住民童玩，理解風車的最佳化設計。
2. 技能上：能夠編織簡單器物，能夠設法增加風車的轉速與摩擦力。
3. 情意上：珍視傳統文化，見微知著，參與活動與欣賞他人的好習慣。

應用

1. 在科學上：力矩、轉動慣量與轉速等教學。
2. 在科技上：風力發電、水力發電。
3. 在藝術上：用田字編的方法，可以創作出小玩具與生活用品（如筆筒或袋子）。
4. 進階活動：轉速計，風向雞（風向計）。

參考資料

學習單-林投葉風車