"掉落的紙" 修訂間的差異

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(活動二:射紙牌)
 
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====活動流程====
 
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活動中選用撲克牌為材料,用手腕與手指的作用對它施以力矩,我們便能像飛盤一般,把它當作有趣的飛鏢來進行。
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由於物體繞定軸旋轉時會產生固定方向的角動量特性,若再加給它一個移動的速度,則物體便能在此條件下穩定的移向既定目標。
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==探究問題==
 
==探究問題==

於 2022年9月26日 (一) 10:14 的最新修訂


原始設計者:謝迺岳

簡介:

老師放下百元,讓學員嘗試用手指夾住掉落的百元鈔。


目的

由本遊戲讓學員體會重力於生活中的表現。

活動二並以撲克牌為主要材料來模擬飛盤與彈射飛機的趣味活動,藉以探討角動量守恆定律、力矩與轉動的關係。

原理

  • 重力:重力(英語:gravitation/gravity),是指具有質量的物體之間相互吸引的作用,也是物體重量的來源。
  • 自由落體:自由落體運動是指只受重力作用(不存在空氣阻力的理想狀態)的均勻加速度運動過程。運動過程中重力勢能與動能之和遵守機械能守恆定律。在地球上相同位置與相同高度,自由落體的加速度相同(均為g),與質量無關。
  • 角動量守恆是指系統所受合外力矩為零時系統的角動量保持不變。

因為萬有引力紙牌會掉落,但因為紙張不會定向掉落,學員難以接住紙張,而這與跟紙的形狀有關,形狀對空氣阻力的影響很大,如果在真空中,則速度都是一樣的,我們看到紙不是豎直下落是因為紙表面積較大,受到空氣阻力也較大,但由於紙自身有重力而且重力比阻力大,所以還是會慢慢落下。 若是扔一個紙團的話由於它於空氣接觸面積較小,受空氣阻力明顯比紙小,而重力相同,因而就類似豎直下落;老師傳出指令,學員需迅速反應。

活動一:夾百元

材料準備

  • 平面的地板
  • 一張紙(可根據趣味性準備百元鈔票或千元鈔票)

活動流程

  • 一名學員或老師舉起一張紙
  • 另一位學員舉起手待命準備接住紙張
  • 老師傳出指令,且放下紙張
  • 紙張掉落,學員嘗試接住紙張

參考影片

活動二:射紙牌

場地

空曠場地

材料準備

器材:撲克牌一副

活動流程

活動中選用撲克牌為材料,用手腕與手指的作用對它施以力矩,我們便能像飛盤一般,把它當作有趣的飛鏢來進行。

由於物體繞定軸旋轉時會產生固定方向的角動量特性,若再加給它一個移動的速度,則物體便能在此條件下穩定的移向既定目標。

探究問題

您跟您身邊的人之間有沒有重力吸引?為什麼您感覺不到?

Ans: 有,兩個具有質量的物體間都會有重力。因為重力常數非常小,數量級以標準單位來看大概是10-11次方。

為什麼紙會向下飄呢?

Ans: 因為有向下的重力。

為什麼紙張降落時不會直直落下呢?

Ans: 跟紙的形狀有關,形狀對空氣阻力的影響很大,如果在真空中,則速度都是一樣的。

四大基本交互作用是哪幾個呢?

Ans: 重力、電磁力、弱交互作用及強交互作用,一起構成自然界的四大基本交互作用。

紙張與球哪個掉得快?

Ans: 球快。
傳說1590年伽利略曾在義大利比薩斜塔上做自由落體實驗,將兩個重量不同的球體從相同的高度同時扔下,結果兩個鉛球同時落地,伽利略在比薩斜塔做自由落體實驗的故事,記載在他的學生維維亞尼在1654年寫的《伽利略生平的歷史故事》(1717年出版)一書中,但伽利略、比薩大學和同時代的其他人都沒有關於這次實驗的的記載。對於伽利略是否在比薩斜塔做過自由落體實驗,歷史上一直存在著支持和反對兩種不同的看法。

若考慮一個真空環境紙張會更好接住嗎?

Ans: 會,真空環境下,掉落的紙張就像一顆掉落的球一樣。
1971年,阿波羅 15 號太空人在月球上同時丟下獵鷹羽毛與鐵鎚,證明真空環境下,不同物體的重力加速度會一樣。

紙牌射出時的旋轉會使得紙牌飛得更直嗎?

Ans: 會,因為角動量守恆。角動量守恆是指系統所受合外力矩為零時系統的角動量保持不變。根據物體繞定軸旋轉時會產生固定方向的角動量特性,若再加給它一個移動的速度,則物體便能在此條件下,穩定的移向既定目標。