危險邊緣

1.目的

以簡單的器材設計有趣的陀螺儀，藉由繩子來轉動內部的轉輪，調整陀螺儀角度，使其以「一點」著地緩慢直線前進或依照指定軌道繞轉。

2.原理

1.角動量—旋轉的物體擁有角動量(具有方向性)，角動量愈大的物體愈不容易被改變轉動狀態。 一個繞著圓心作圓周運動的優點，其角動量=質量X半徑X速率。 一個旋轉體的角動量相當於每一個質點角動量的和。

2.力矩—改變旋轉狀態的物理量(具有方向性)。當力矩方向與原來旋轉體轉動方向相同時，角動量(轉速)會增加，反向則減少。若力矩方向與轉動方向不平行，則轉動(軸)方向也會改變，且遵守向量合成之關係。 力矩=力Χ力臂(轉軸到力作用線的垂直距離)

3.活動一：直線慢行

(一)場地需求

在水平地面上佈置一條寬 50 公分， 長 400 公分的直線跑道，每隔 20 公分劃 一條橫線。起跑線之前另保留約 100 公分 助跑空間。地面盡量平整且避風。

(二)材料及作品說明

陀螺儀結構主要包含轉輪、外殼兩部 份，以繩子發動。使用的材料及作品規格 規定如下：

1.轉輪：以廢光碟片製作，數量不拘， 可剪裁、粘合，但不得添加其他材料 以增加重量。軸心可自行設計，材料不限，直徑不得超過 3.0 公分， 不得使用市售現成之軸承。可使用潤滑油。

2.外殼：以圓柱形、圓塔形 (側面投影為梯形)或圓錐形容器製作，最 大橫截面直徑需小於 20 公分，高度需小於 25 公分，材料不限，但 競賽時著地點之寬度不得超過 2 公釐。

3.發動繩：細繩或粗線，材質、長度不拘，繩端可加工使方便於操作。

4.助跑軌道：可使用電線壓條等材料製作起跑軌道，可有可無。

5.可使用粘著劑，但以少量粘著為原則，不得藉以增加重量。

(三)製作說明

1.參賽前製作：

(1)事先製作一具陀螺儀(甲)。使用材料均需依照前述之規定，賽前 須經裁判審察規格。

(2)可自行設計助跑軌道，事先做好帶來使用，以穩定陀螺儀出發時 的角度和方向。但，助跑軌道不得具有如斜面下滑加速之功能。 陀螺儀擺在助跑軌道上時，最低點不得高出地面 0.5 公分。

2.於製作時間內製作一具陀螺儀(乙)。使用之材料除了需要符合前述 規定之外，部份材料可事先加工，詳細說明如下：

(1)每一具陀螺儀最多只准許兩片光碟片於事先加工(做必要的剪 裁，或製作繞線的裝置、軸心等，但不得刻意增加重量)，其餘光 碟片不得事先加工。

(2)外殼可事先鑽洞或加裝減少摩擦力的裝置等加工(仍不得使用市 售的軸承)

(3) 現場組裝可使用膠帶、速乾膠、潤滑油等，但需自備數層報紙舖 在桌上避免弄髒桌面或地面。

(4) 可自備工具，但是現場不提供電源。

(四)競賽說明

1.以陀螺儀(甲)、(乙)參賽，各使用 2 次，共 4 次。

2.開始之前先將發動繩纏繞上。開始時一人手持外殼，隊友協助以手 快速拉繩轉動轉輪。

3.使陀螺儀外殼上的一點著地(如上圖，不得直接以軸心著地)，由起 跑線前(或助跑軌道上)靜止釋放，使其自行滾動前進。

4.由放手且壓到起跑線開始計時，當陀螺儀倒下(兩點或兩點以上著地) 或著地點超出左、右或 400 公分邊界即停止計時，此時間(X)為計分 之依據。

5.紀錄「停止計時」時之位置編號(Y)做為計分之依據。若出界則以出 界之點為準；若是倒下時著地點跨越兩區則以較高分為準。

6.陀螺儀前進中所使用的時間不設限，但是 4 次操作之前的準備時間 均不得超過 30 秒，超過 30 秒的時間(Z)列入扣分，若準備的時間超 過 50 秒則該次以 0 分計，繼續進行下一項比賽。(準備時間--由裁判通知「上場」或紀錄完前一次成績後喊「開始」 至陀螺儀釋放且壓到起跑線的時間。)

7.若拉動繩子失敗或不滿意可選擇不放手，重新纏繞繩子並重新發 動，所使用的時間繼續計入「準備時間」中，並且依照上述計時、 扣分原則處理。但是一旦放手且壓到起跑線便不得重來。

8.即使放手了，只要陀螺儀尚未壓到起跑線仍可調整角度，所用的時 間仍繼續計入「準備時間中」。