【明報專訊】產品設計師Norman育有兩子,形容自己的家為「STEM home」,家埵s放了各種自製玩具,小至毽子及機械人玩偶,大至彈珠機及結他。Norman大兒子麥籽朗(二年級)對科學及物理十分荌g,正當Norman準備為兒子報讀相關興趣班時,發現相關課程他都懂得,所以決定為兒子開設專屬的「興趣班」,每逢周末,父子一起製作玩具,讓兩兒子一邊玩一邊學習當中的物理知識。
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牛頓擺球 碰撞傳遞力量
坊間課程教導牛頓擺球,Norman便親手製作。木片及木筷砌成,再用鐵線將波子並排掛在木架上。當我們拿起最左的波子撞向另外4顆波子時,最左的波子透過碰撞,將動力傳遞給其他的波子,動力就會不斷由一邊的波子傳向另一邊的波子,傳至最右邊的波子,由於已沒有其他波子可以傳遞力量,它就會彈出。(圖a)
■STEAM牛頓擺
牛頓擺最早由法國物理學家埃德姆·馬略特(Edme Mariotte,1620—1684)於1676年提出,最左的波子撞向另外4顆波子,只有最右的波子彈出。
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彈珠機 橡筋做發射器
Norman父子一次在台灣旅行時,遇到有小販以送大型紙製彈珠機作宣傳,籽朗被那紙製彈珠機深深吸引。回港後,Norman便收集各種適合改造的廢物,三父子合力搭出一個彈珠機,並在彈珠機的下方用橡筋綁上魚尾夾當發射器,一部大型木製彈珠機完成!
■STEAM彈珠機
把波子放在發射器,拉下魚尾夾後放開,魚尾夾的拉力推動波子,拉力愈大,推波子的力量就愈大,推力愈大,彈珠便可射得更遠!(圖b)
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月餅罐結他 間尺是樂器
Norman還會做樂器,例如中秋節過後的月餅罐,裝上木頭,又在木頭貼上牙籤,再釘上鐵釘繞上琴弦,輕輕撩撥,「月餅罐結他」便能發出美妙的琴音!(圖c)
只要細心留意,我們身邊有各式各樣的「樂器」。Norman拿出間尺即席示範,他把間尺放在桌上,其中一端伸出桌面,然後一邊撥打突出來的部分,一邊改變間尺伸出桌面的長度。隨茯藆X部分長度的改變,撥打間尺所發出的音調會有不同,再配合撥間尺的節奏,Norman竟能彈出一首生日歌!
■STEAM聲波
物件震動改變空氣密度
聲音是由震動產生,當我們撥打物件時,物件震動會令周圍空氣的密度改變,形成疏密相間的縱波,這產生聲波,即是聲音,當震動完全消失,聲波便會停止。物件震動的長度會影響震動的頻率,繼而影響音調。所以當Norman把間尺較多的部分伸出桌面時,間尺便有較長的部分震動,震動的頻率因此會較低,撥間尺所發出的聲音就較低音。相反,當間尺較短部分震動,震動的頻率會比較高,發出的聲音會較高音。
赫茲 音調單位
物件震動的頻率以赫茲(簡寫是Hz)為單位,每一赫茲代表物件每秒震動一次。不同的音調都有特定的標準頻率,例如中音A的標準頻率是440赫茲。
■動手做
木頭小車
材料
粗身小木頭(可用紙盒或其他物件代替)
幼身小木頭(裝飾用)
衣鈕4顆、飲管1支、牙籤兩支、小珠子4粒
工具
熱溶膠槍(膠水也可)、剪刀、鐵鉗
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步驟(圖e)
飲管剪開一半,再分別以熱浴膠槍貼在粗身木頭的頭及末端
把牙籤剪短至合適長度
用熱溶膠槍把小珠子貼在衣鈕中間
把牙籤穿進其中兩顆衣鈕。把牙籤及衣鈕穿進飲管,再加上其餘的衣鈕
把幼身木頭貼在粗身木頭上作裝飾
■關鍵詞
物理 Physics
赫茲 Hertz
聲波 Sound wave
文:Christine
圖:劉焌陶、受訪者提供
[常識學堂 第158期]