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    小吸盤.大科學

    從攝影歷史到技術分享 Mastercard x Leica 攝影學院

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    【#1414 PCM】下半年旗艦手機大對決!

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    吸盤在每個家庭中都總會有一個兩個,原來小小的吸盤就隱藏了不少的 STEM 元素。到底裡面涉反哪些科學?如何可以增強吸盤吸力?動物是否有相關特性?
    吸盤的科學原理和空氣壓力有關,當使用吸盤的時候,吸盤底下的空氣會被擠出,令到吸盤底下的空氣壓力減低,在此情況下吸盤外面的空氣壓力大過於吸盤內,吸盤就會被外面的空氣壓力頂著,從而吸在玻璃或牆身上。
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    吸盤是常見的日用品,當中科學原理涉及空氣壓力。
    吸盤是常見的日用品,當中科學原理涉及空氣壓力。

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    吸盤的原理是壓走盤內的氣壓,令外面的空氣壓力高於盤內。
    吸盤的原理是壓走盤內的氣壓,令外面的空氣壓力高於盤內。

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    不過,當吸盤掛著掛物件,物件本身有重量,加上物件受到地心吸力已向下墜,最終增加了向下拉的力量,而令吸盤與接觸面出現小小的空隙。當吸盤外面的空氣能夠透過小小的空隙走進吸盤內,當吸盤內的空氣壓力與外面相等時,吸盤就再不能再借由氣壓承受物件重量,而會與玻璃或牆身脫離。

    如何增強吸盤的吸力?

    經過上述的講解,不難理解,要增強吸盤的吸力,就需減少吸盤內的空氣,以達致真空狀態。當使用吸盤時,在底部加入一點水,再吸至平滑的物件表面,有助吸盤空氣擠出吸盤外,減少空氣殘留在吸盤與接觸面之間,因而減少容易脫落的問題。除了用水之外,還可以使用肥皂水、蛋白、牙膏或潤膚膏等,同樣都能減少空氣殘留於吸盤與表面之間,有助加強吸盤的吸力及承受物件的重量。
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    吸盤式的掛勾的好處是較不會破壞接觸面的表面,但缺點是容易脫落。
    吸盤式的掛勾的好處是較不會破壞接觸面的表面,但缺點是容易脫落。

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    利用不同種類的水性物質,均有機會加強吸力。
    利用不同種類的水性物質,均有機會加強吸力。

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    吸盤中的數學

    吸盤的面積大小會影響吸盤與接觸面的吸力,接觸面積增加理應增加吸盤外空氣壓力接觸吸盤的範圍,令吸盤更昜抓緊接觸表面,有助增加物件重量的承受力,但是由於吸盤的面積範圍增加,亦會增加空氣殘留在吸盤內的機會而影響吸力。

    動物身上也長有吸盤

    有些動物手指上長有吸盤形狀,例如盧氏小樹蛙,就是利用手上的吸盤來爬樹,以方便在樹上尋找食物,或避開敵人的覓食。八爪魚的爪上也長有吸盤,能夠協助八爪魚吸住物件或抓緊獵物,方便覓食。相信日常生活中所應用的吸盤是運用了仿生學,參照動物身上的特徵而衍生出來。
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    吸盤的面積與吸力直接相關,也就是吸盤越大,其承受重量越多。
    吸盤的面積與吸力直接相關,也就是吸盤越大,其承受重量越多。

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    有些動物腳部有吸盤,你能想起有那些動物嗎?
    有些動物腳部有吸盤,你能想起有那些動物嗎?

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    吸盤技術的其他應用

    最近在市面上買到的不倒杯同樣加入了吸盤技術,在不倒杯的底部裝有吸盤再配合空氣壓力的改變而設計出來的,當不倒杯放在桌子上,杯子下吸盤的空氣會因杯子的重量而擠出杯外,若果推動杯子時,因為杯外的空氣壓力大過於杯底的吸盤內,所以不倒杯是不會容易被推翻。若果垂直提起杯子,杯身會出現一道空隙讓杯外的空氣走入杯底的吸盤內,令杯下吸盤內與杯外的空氣壓力相同,就能輕鬆把不倒杯提起。

    市面上有很多玩具都運用了吸盤原理,例如玩具吸盤弓箭、吸盤棒球等。在日常生活中,搬運玻璃的工人亦會使用吸盤來把一大片的玻璃進行搬運。
    市面上有很多玩具都運用了吸盤原理,例如玩具吸盤弓箭、吸盤棒球等。在日常生活中,搬運玻璃的工人亦會使用吸盤來把一大片的玻璃進行搬運。

    吸盤技術經已和日常生活的用品結合起來,只要大家多觀察就能把它找出來,同樣亦可以多思考把吸盤技術應用在更多的其他範疇。

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