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    桌上沙壺與牛頓運動定律

    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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    【場料】 Galaxy 新作 S20 FE 原版?新版?邊款抵買?

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    近來有桌上沙壺遊戲在香港工廈的派對場所出現,深受玩家歡迎,它和冬季奧林匹克運動會的項目「冰壺」十分相似,可以說是桌上版本,而沙壼與 STEM 有甚麼關連呢?

    桌上沙壺遊戲所用的沙壺金屬塊本身沒有動力,而令沙壺金屬塊向前滑行就需要靠人用手從外向沙壺金屬塊施加推力,令沙壺金屬塊向單一方向移動。
    桌上沙壺遊戲所用的沙壺金屬塊本身沒有動力,而令沙壺金屬塊向前滑行就需要靠人用手從外向沙壺金屬塊施加推力,令沙壺金屬塊向單一方向移動。

    起源自十五世紀英國貴族推銀幣的遊戲,競賽二人站在長桌上的一端,把特製的沙壺金屬塊,有技巧地推到長桌的另一端指定區域取分,力度的控制是最有挑戰性的部分,而當中蘊藏不少 STEM 元素。

    沙壼與牛頓運動

    根據牛頓運動第一定律的慣性運動,物體會保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種運動狀態為止,而沙壺金屬塊推出後會去到某一位置便停下來,是因為有外力出現所導致,那外力是甚麼?就是沙壺金屬塊移動時,與桌面表面所產生的摩擦力與及空氣阻力,令沙壺金屬塊靜止直線運動。

    沙壺遊戲底部是金屬。
    沙壺遊戲底部是金屬。

    為了讓桌上沙壺遊戲增加仿冰壺運動,在桌面上會加入超細小的圓形沙粒,目的的要減少沙壺金屬塊底部的面和桌面表面的接觸面,從而減低沙壺金屬塊和桌面之間的摩擦力,那些超細小的圓形沙粒同時如同滾輪的作用,有助降低能量因對抗摩擦力和空氣阻力的消耗,令沙壺金屬塊能夠依慣性運動去得更遠。

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    沙壼運動能用牛頓運動的第一定律解構。
    沙壼運動能用牛頓運動的第一定律解構。

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    沙壺遊戲桌上有圓形沙粒,用作減少摩擦力,令沙壺金屬塊滑動得更遠。
    沙壺遊戲桌上有圓形沙粒,用作減少摩擦力,令沙壺金屬塊滑動得更遠。

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    牛頓第二定律

    根據牛頓第二定律,沙壺金屬塊移動的速度和遠近,會因為用力的多少而有所改變,由於沙壺金屬塊質量不變,故此沙壺金屬塊的加速度跟所受的外力的合力成正比,而加速度的方向跟合外力的方向相同,以數學公式表示為 F=ma(F=Force 力,m=Mass 質量,a=Acceleration rate 加速率)。

    透過遊戲可以引證推力增加,沙壺金屬塊移動速度增加,移動的距離亦會較遠。
    透過遊戲可以引證推力增加,沙壺金屬塊移動速度增加,移動的距離亦會較遠。

    感受能量轉換和傳遞

    桌上沙壺遊戲玩法是每人分別有三次機會,大家輪流把沙壺金屬塊從桌上的一端推去另一端的取分區取分。如果是擲界,就當作較低分的區域,同時可以撞走對方的沙壺金屬塊,以總分最高者為勝出。

    當一個沙壺金屬塊撞向另一個沙壺金屬塊時,被撞到的沙壺金屬塊會受到碰撞的衝擊力而向彈開。在整個過程中,玩家推動沙壺金屬塊的動能會傳遞到沙壺金屬塊身上,沙壺金屬塊會利用接收到的動能而移動,同時因移動時所產生的摩擦力和空氣阻力,部份動能會轉化成熱能和聲能,令沙壺金屬塊身上的動能愈來愈少,直至動能耗盡而令動沙壺金屬塊停下來。

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    若果沙壺金屬塊碰撞到另一沙壺金屬塊,餘下的動能會傳遞至另一沙壺金屬塊令它移動彈開。
    若果沙壺金屬塊碰撞到另一沙壺金屬塊,餘下的動能會傳遞至另一沙壺金屬塊令它移動彈開。

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    計分方式是當金屬塊擲界,就當作較低分的區域。
    計分方式是當金屬塊擲界,就當作較低分的區域。

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    70、80 年代流行的的「康樂棋」就是一項技巧性的撞擊類活動,使用球桿將球打入球檯四角的洞內,以達成特定目的,打法與規則類似於撞球,當中的原理與桌上沙壺遊戲相同。不同的遊戲當中都蘊藏著不同的 STEM 元素,只要多思考當中原理,就自然會有所新發展。

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