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遁走紙彈簧
| 如同毛蟲般行走的有趣紙彈簧 | ||
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※器材：紙、剪刀、膠水 |
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| ※操作步驟： | ||
國立高雄師範大學周建和教授曾經演示以紙製作的「遁走彈簧」，相當簡便而有趣。製作方法如下。 1.首先點選圖一，下載製作圖形。圖形為A4大小紙張，包含共12個環形的圖形。 2.以彩色影印紙，影印下載的圖形，建議影印共五張（不同顏色各一張）。 3.將環形小圈圈剪下來，然後將所有環形紙片黏貼起來（建議以口紅膠比較適合，因為水分比膠水少）。黏貼方法如圖二、圖三，每一片之間互相黏貼（重疊）約一公分即可。全部黏貼完成如圖四、圖五。 4.為了避免紙彈簧在斜坡上直接滑動，因此紙彈簧的兩端需要黏上砂紙，以提供較大的摩擦力。而且為了避免砂紙太重，導致紙彈簧無法翻滾，因此只要黏上四小片砂紙即可（看起來很像核輻射的標誌）。 5.完成後，等確定口紅膠的膠水乾了以後，再檢查一下每片紙彈簧之間沒有黏住，就可以開始玩囉！
觀賞實驗影片（496K） ＊玩法＊ 取一片平的木板或紙板，成斜坡狀，將紙彈簧放在最上方（如圖六）。拿著紙彈簧最上端幾片彈簧，移到下方，紙彈簧就開始陸續的翻轉疊到下方的位置（如圖七）。翻轉到最後一片時，最後一片會跨過去，亦即往前（往下）跨一步，接著再帶動紙彈簧繼續翻轉疊過來（如圖八），如此反覆進行，紙彈簧就一邊翻轉、一邊「走」下來了。 另一種玩法是：將紙彈簧兩端分別放在左、右手的手掌，然後控制兩手上下移動，可以讓紙彈簧來回的運動，模樣頗為有趣。
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| ※原理： | ||
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紙彈簧一邊翻轉、一邊「走」下來的過程，包括二個主要的過程，一是位於下方的紙片可以將上方紙片的彈簧拉過來。二是上方最後一片紙片，會跨過下方紙片而往前（往下）跨一步，繼續帶動紙彈簧的紙片。 一、位於下方的紙片可以將上方紙片的彈簧拉過來，是因為下方紙片的位能較低，此位能差異提供了上方紙片移動到下方的能量。如同物體會由高處往低處移動的道理。 二、上方最後一片紙片，會跨過下方紙片而往前（往下）跨一步，除了上述的位能差異，最主要是還有「慣性」的作用。因為最後一片紙片往前移動時，沒有後續紙片的牽引，因此比較能自由的運動。因此當最後一片紙片被拉起翻轉後，慣性使得該紙片繼續往前（往下）運動，而往前跨一步了。這也是為什麼最後一片紙片黏貼的砂紙不能太重的原因，太重的話甚至無法被拉起來，更不用說往前跨一步。 |
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| ※叮嚀的話： | ||
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1.製作紙彈簧使用的紙張，避免太軟或太薄的，建議使用磅數較重的影印紙，以利紙片之間拉力的傳導。 2.影印紙使用五張或四張皆可，紙片越多，彈簧厚度越大，翻轉的時間越久，移動的速度也會越慢。如果厚度太大（太高），最後一片紙片無法跨越，就不能前進了。 3.紙彈簧除了圓形，也可以設計為方形的，請參閱參考資料1。版主個人還是比較喜歡圓形的，製作較為簡便。 4.一開始拉動紙彈簧到下方時（由圖六到圖七），放置的位置不能緊靠在上方，建議距離需要大於紙彈簧的直徑以上。因為如果距離太近，上方的紙彈簧最後會全部疊到下方，而不會往前跨一步。 5.在教學上，可以指導學生討論與探討以下問題：(1)為什麼要貼砂紙，砂紙的作用為何？(2)大小、圈數一樣時，以西卡紙、影印紙製作的紙彈簧，移動與翻轉的速度與距離有何差別？(3)討論上述第4點，為什麼上、下的距離太近時，上方的紙彈簧最後會全部疊到下方，而不會往前跨一步？ |
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| ※參考資料： | ||
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1.教學設計：http://science.edu.tw/comm/resource/TeachingplanShare/Resource_1235709771594.doc 2.YouTube影片：http://www.youtube.com/watch?v=3WvFZezI0xo 3.Slinky Home Page：http://wiki.cs.messiah.edu/~bbarrett/home.html |
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