"旋轉飛龍" 修訂間的差異

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設計:蔡明勳老師
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把寶特瓶內的水倒出來,當然可以拿出飛龍,但這樣不僅浪費水,也不便。
 
把寶特瓶內的水倒出來,當然可以拿出飛龍,但這樣不僅浪費水,也不便。
 
最好的方法是用「救生員」如下圖,將飛龍套鈎上來。救生員的作法如圖,取一條用塑膠包裹的鐵線(PVC 內包鐵絲)或漆包銅線, 一端做一個圈圈, 如圖(A)。鐵線的另一端穿過喝飲料用的吸管,如圖(B),就完成了一個「救生員」。使用救生員來拯救沉在瓶底的飛龍的方法如下:先將圈圈彎一彎,使圈圈與吸管成直角以便容易從上套住溺水沉在瓶底而直立的飛龍(圖A)。圈套了飛龍後, 一手的大拇指與食指抓住吸管的頂端,另一手的大拇指與食指拉緊鐵線的另一端(請見圖C 的左右手指架勢),使圈圈套緊飛龍,如圖(C),如此就可以將沉溺的浮沉子勾上來(圖B)。小學生不易操作救生的動作,圈套了飛龍後常忘記要用手指握住吸管,才能用另一手拉緊鐵線的另一端,如此才能束緊飛龍,以避免往上提時浮沉子脫落。
 
最好的方法是用「救生員」如下圖,將飛龍套鈎上來。救生員的作法如圖,取一條用塑膠包裹的鐵線(PVC 內包鐵絲)或漆包銅線, 一端做一個圈圈, 如圖(A)。鐵線的另一端穿過喝飲料用的吸管,如圖(B),就完成了一個「救生員」。使用救生員來拯救沉在瓶底的飛龍的方法如下:先將圈圈彎一彎,使圈圈與吸管成直角以便容易從上套住溺水沉在瓶底而直立的飛龍(圖A)。圈套了飛龍後, 一手的大拇指與食指抓住吸管的頂端,另一手的大拇指與食指拉緊鐵線的另一端(請見圖C 的左右手指架勢),使圈圈套緊飛龍,如圖(C),如此就可以將沉溺的浮沉子勾上來(圖B)。小學生不易操作救生的動作,圈套了飛龍後常忘記要用手指握住吸管,才能用另一手拉緊鐵線的另一端,如此才能束緊飛龍,以避免往上提時浮沉子脫落。
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===六、競賽方式===
 
===六、競賽方式===
 
====(一)使用場地====
 
====(一)使用場地====

於 2022年7月6日 (三) 05:29 的最新修訂


原始設計者:蔡明勳

簡介:

利用吸管與鋼珠製作浮沉玩偶,體驗浮沉原理,探究物體浮沉的細節與過程,進而操控浮沉玩偶的浮沉次序,與旋轉的速度。比賽誰最能操縱浮沉子聽話沉浮與轉的最快。


活動說明

一、目的

利用吸管與鋼珠製作浮沉玩偶,體驗浮沉原理,探究物體浮沉的細節與過程,進而操控浮沉玩偶的浮沉次序,與旋轉的速度。比賽誰最能操縱浮沉子聽話沉浮與轉的最快。

二、原理

物體在水中的沉浮,遵從「浮沉原理」。當物體的重量(重力)大於浮力時,物體即下沉。反之,當物體在水中的浮力大於物體的重量時,物體即浮上來。

物體在水中所得浮力的大小,就如同「阿基米得原理」所說:「一個物體在液體中得到的浮力等於其所排開的液體的重量」。如果能夠改變寶特瓶內浮沉玩偶的重量,或其在水中的體積(浮力),就可以操縱浮沉玩偶的浮沉。

「帕斯卡原理」說:「密閉流體的任一部分受壓,所受的壓力可以傳至流體的每一部分,大小不變」。因此,在裝滿水的密閉寶特瓶外的任一地方施壓,瓶內的浮沉玩偶會感受到壓力。若浮沉玩偶有小孔可讓水進出,則水會從小孔進入浮沉玩偶內,浮沉玩偶增加重量而往下沉;若放鬆壓力,則被壓進浮沉玩偶內的水就會流出來,浮沉玩偶減輕重量而浮上來。因此改變小孔的大小,控制水從小孔進出的快慢,就可控制浮沉玩偶增減重量的快慢。小孔的孔徑和開口方向,也會影響浮沉玩偶的轉動速度。

三、製作方式:

  1. 準備一個透明塑膠水桶,裝水7分滿。
  2. 剪下適當長度的吸管,前後塞入不同重量的金屬珠後,將其丟入水中,使其豎立並浮於水面。
  3. 用針在吸管上刺出小洞,並放入水中。
  4. 若輕壓吸管腹部,則可讓浮沉玩偶吸入水,調整吸入的水量,使浮沉玩偶只浮在水面上一點點。
  5. 調整好的浮沉玩偶放入寶特瓶(瓶內裝水約9.5分滿),蓋緊瓶蓋後,用手掌輕壓瓶子,試試浮沉玩偶是否會沉下瓶底?放鬆壓力,浮沉玩偶是否會浮上來?若不是,就必須取出浮沉玩偶,重新調整浮沉玩偶內的水量,很可能只差半滴水而已。然後再放入水桶內,確定其浮沉情況適當後,才可放入瓶內再試。

四、操作與控制:

  1. 製作兩個相同長度的浮沉玩偶,嘗試吸入不同水量(浮在水面上的高度仍只有一點,但有些微差距),嘗試控制手掌力道,使一個玩偶浮(接觸水面)、一個玩偶沉(接觸水底)。
  2. 製作兩個不同長度的浮沉玩偶,可以不吸水。嘗試修剪適當的長度,來達到步驟1的效果。(1沉1浮)
  3. 可以同時修改長度與吸水量,並嘗試控制更多的浮沉玩偶依序沉下。

五、「救生員」製作:

把寶特瓶內的水倒出來,當然可以拿出飛龍,但這樣不僅浪費水,也不便。 最好的方法是用「救生員」如下圖,將飛龍套鈎上來。救生員的作法如圖,取一條用塑膠包裹的鐵線(PVC 內包鐵絲)或漆包銅線, 一端做一個圈圈, 如圖(A)。鐵線的另一端穿過喝飲料用的吸管,如圖(B),就完成了一個「救生員」。使用救生員來拯救沉在瓶底的飛龍的方法如下:先將圈圈彎一彎,使圈圈與吸管成直角以便容易從上套住溺水沉在瓶底而直立的飛龍(圖A)。圈套了飛龍後, 一手的大拇指與食指抓住吸管的頂端,另一手的大拇指與食指拉緊鐵線的另一端(請見圖C 的左右手指架勢),使圈圈套緊飛龍,如圖(C),如此就可以將沉溺的浮沉子勾上來(圖B)。小學生不易操作救生的動作,圈套了飛龍後常忘記要用手指握住吸管,才能用另一手拉緊鐵線的另一端,如此才能束緊飛龍,以避免往上提時浮沉子脫落。

六、競賽方式

(一)使用場地

沒有特別的需求,課桌椅也可以。

(二)使用器材

  1. 大會提供:每組紅、藍、綠顏色的吸管各三隻。塑膠珠、銅珠、鋁珠各9個。
  2. 自備工具:透明寶特瓶(600cc以上)x3、剪刀、水桶、自製救生員。
  3. 只能使用大會給予的珠子與吸管
  4. 禁止自行攜帶吸管與鋼珠。

(三)製作說明

  1. 每隊需於製作時間內,完成參賽作品。
  2. 需製作9隻浮沉玩偶(此後簡稱為「飛龍」),並放入3個寶特瓶中。
  3. 每只寶特瓶各放入3隻飛龍,且3隻顏色、長度皆不同。
  4. 需遵守:紅色長度>綠色長度>藍色長度
  5. 寶特瓶僅能使用一條橡皮筋套在瓶身,將瓶身分為上、下兩區。

(四)競賽說明

  1. 評分方式
    1. 從比賽開始到結束,皆可申請計分。
    2. 一個人僅能使用一隻手,操作一個瓶子。
    3. 申請計分:一隊3人於分組的計分區排隊,若計分區無人則可上前計分。
    4. 進入計分區,3人將3個寶特瓶放置於計分區桌上的指定位置,雙手離開桌面
    5. 等待裁判喊「開始」並按下碼表,才可開始接觸操作。
    6. 由左手邊第一位選手開始,依序操控飛龍遁地(接觸水底)、飛天(浮出水面)。
    7. 選手順序為:1號選手、2號選手、3號選手。
    8. 顏色順序為:紅龍、綠龍、藍龍。
    9. 完成1個動作,需喊出完成語「X龍OO」,下一位選手才能動作。當下除了完成動作外,需要所有飛龍同時接觸水底或水面,才可計分。
    10. 若說出完成語時,有飛龍未達成「飛天遁地」,該選手出局。
    11. 若非該選手操作回合,有飛龍碰觸橡皮筋的界線,該選手出局。
    12. 選手出局,除無法參與之後的計分行動,且倒扣1分。
    13. 「飛龍升天」時,至少需旋轉2圈720度,才算完成計分。
    14. 完整計分順序為:
      1號選手「紅龍遁地」→2號選手「紅龍遁地」→3號選手「紅龍遁地」→
      1號選手「綠龍遁地」→2號選手「綠龍遁地」→3號選手「綠龍遁地」→
      1號選手「藍龍遁地」→2號選手「藍龍遁地」→3號選手「藍龍遁地」→
      1號+2號+3號選手「飛龍升天」
    15. 每完成1個動作得1分,完整動作合計12分。並記錄花費時間
    16. 操作過程中,可隨時放棄計分。但要重新計分,需重新排隊。
    17. 可重複申請計分,至多3次。最終得分以最高分、最短時間計算。

(五)評分標準

  1. 按得分高低排序,然後依六等第計分法計分。得分高者獲勝。
  2. 得分相同時,操作時間較短者獲勝
  3. 是否完成動作,依現場裁判為準
名次
隊數12345其他
得分3021151296

七、競賽時間

(一)製作時間:40分鐘。

(二)最後計分時間:10分鐘。參賽同學必須妥善分配時間。

八、參考資料

蕭次融、余甄紘,「聽話的浮沉子」pp.31~35,307 期,2008 年 4 月;科學教育月刊,台灣師範大學科教中心

九、簡報連結

https://www.canva.com/design/DAE0Tym2seA/1gUaOCHiuRrH5SMHvRhx4Q/view?utm_content=DAE0Tym2seA&utm_campaign=designshare&utm_medium=link&utm_source=publishpresent