鐘擺與滾珠

原始設計者：陳亮洲

簡介：

操作滾珠實驗器材、牛頓擺…等，說明加速度、時間變化量、速度變化量、重力…等概念。

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活動說明

原理

能量轉換、能量守恆

活動：鐘擺與滾珠

材料準備

1. 鐘擺
2. 碗、滾珠(彈珠)
3. 牛頓擺

活動流程

1. 觀察鐘擺的擺動，為什麼鐘擺擺動時來回高度差不多？
2. 珠子在大碗中的滾動，來回高度差不多？
3. 拿出牛頓擺，讓同學觀察牛頓擺的運作過程，1顆、2顆、3顆球的狀態

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探究問題

牛頓擺中，為何拿起第一顆球放開後，只有最後一顆球會往上擺

Ans: 可以一次看兩顆，第一顆球與第二顆球質量相同，因此彈性碰撞之後速度會交換(v₁=v,v₂=0變成v₁=0,v₂=v)。接著同理，v₂又變成0而v₃變成v...直到最後一顆球以速度v彈起為止。

如果牛頓擺失敗，可能的原因有哪些？

Ans:

• 線的長度不同，小球無法互相擊中質心。
• 小球之間質量不相同

在碗裡放滾珠，為何來回高度差不多?甚麼原因導致高度有差?

Ans: 珠子的能量前後接近守恆。滾動時無法避免的摩擦力導致能量損耗。