全國中小學科展

魔力?摩力!----我的陀螺會倒立

科展類別
全國中小學科展
屆次
第42屆--民國91年
科別
物理科
得獎情形
第三名
學校名稱
臺中市立居仁國民中學
指導老師
蔡明致、謝丁財
作者
張孔博、石庭宇、呂柏漢、黃澔珩
關鍵字
陀螺、摩擦力、重心偏轉角度

摘要或動機

我們從網路上發現一種很有趣的陀螺,這種陀螺旋轉一段時間後,會快速翻轉過來並倒立旋轉。因此我們分成三部份來分析及探討其原理:一、對原型陀螺的基本物理性質分析 二、自製陀螺模型模擬分析陀螺倒立的原理 三、以自製倒立陀螺模型驗證倒轉陀螺理論。我們利用市面上賣的倒轉陀螺、乒乓球、黏土和馬達來進行下列實驗。第一,將買來的原型陀螺割開,並分析其重心位置、上下比例等構造。第二,用乒乓球和黏土模擬原型陀螺,改變其上下比例、重量、開口大小和中間段位置來分析陀螺的各種特性。第三,將乒乓球製成的原型陀螺,放置在馬達上,減少底部之摩擦力以便驗證上述結果。最後發現陀螺的倒轉和其重心偏移的角度有關。分析的結果顯示:陀螺重心偏下方,所以倒轉後,重心移到上面,會使重心到陀螺旋轉支點的連線與中心線的夾角角度變小,因此倒立的陀螺晃動會比較小,比較穩定;而陀螺正轉時,因重心到支點的連線與中心線的夾角角度較大,造成陀螺旋轉時的晃動也大,因此產生動摩擦力的時間也較長,這正是推動陀螺翻轉的力量來源。而倒立後,重心到支點的角度較小,不易晃動所以陀螺自然就翻轉過來了。


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檔案名稱 檔案大小 格式
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