步行下坡

原理

玩具結構：

1. 前腳的身體
2. 能轉動的後腳

1. 一個如膠囊狀中空的滾體，內部置有一顆密度較大的金屬球；滾體兩側有兩個樞軸，以使滾體可以沿著此主軸自由翻滾動。
2. 滾體可在具鋸齒狀之傾斜的木製軌道上，靠樞軸在該軌道上自主的翻滾下降。
3. 翻滾運動的特徵在於滾體繞著兩個樞軸中的一個交替旋轉，同時滾體從一側滾動到另一側。

下坡原則

1. 「後重心」原則：物體的重心在前腳的後面，靠近後腳，但不能超過後腳。
2. 「有限轉動」原則：後腳可以往前、往後轉動，但是轉動角度在一定的範圍內。當後腳往前轉動，會碰到前腳而停止；而往後轉動則會撞到位於S點的木栓而停止。
3. 「腳掌圓弧」原則：前、後腳的「腳掌」是圓弧形的，不是平的。平的腳掌很難成功。
4. 運動過程以腳掌為「支點」，隨著下坡的運動過程，前腳、後腳交替接觸斜坡，支點也隨之改變。

相關物理

動能

 PE = mgh

位能

 KE = 1/2mv^2

活動照片

材料-下坡玩具	下坡玩具	下坡玩具-準備	下坡玩具-放手

材料-下坡柯基	下坡柯基	下坡柯基有裝彈珠	材料-走路下坡

走路下坡	走路下坡	下坡小馬

探究問題

1.下坡玩具的速度是越來越快，還是越來越慢呢？

Ans: 當球往下滾時，持續受到地球重力的影響，位能不斷轉變成動能，使得速率會增加。

2.在翻滾吧！柯基實驗中放入兩顆彈珠，翻滾速度會加快，與哪一個物理數值有關？

Ans: 與重量與重力有關，因為萬有引力，彈珠統一滾到同一個方向，依作用力與反作用力來說，地球也會給柯基犬施加更大的利，柯基就翻得越快了。

3.請問，當下坡小馬往下走時，時間過越久，下坡小馬的瞬間速度會____

A.越快 B.越慢 C.等速

Ans: C.等速

什麼原因造成下坡玩具不會往下走?

Ans: 坡度不夠（後重心無法作用），摩擦力太大，造成下坡玩具無法往下走。

放兩顆彈珠，效果有什麼改變呢？

Ans: 柯基犬會滾得更快，因為彈珠的重量更大，兩邊重量落差更大，重心的方向越明顯。

不能筆直走下坡時，可能的影響因素有哪些？該如何調整？

Ans: 因為彈珠會在柯基犬裡面滾動，造成重心偏移，解決方法可以把柯基犬剪的窄一些，鎖定彈珠的位置。