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    爆出 STEM 的陀螺

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    近期電視播出新一輯的爆旋陀螺卡通片,加上各區商場又有舉辦相關的比賽,再次令爆旋陀螺的玩意成為一眾小學生們的熱話。究竟為何爆旋陀螺會這麼受歡迎呢?當中又有甚麼 STEM 元素?

    爆旋陀螺之所以能成為旋風,是由於既有相關的漫畫和卡通片,也有相關的玩具產品,更重要的有很多相關比賽。緊密的巿場節奏,成功推起宣傳效果,不停的喚起小朋友意慾,就更容易讓小朋友想接觸。

    Trial and Error 實現自學

    模仿正是小朋友的學習本能,當能投入故事中的角色,有時甚至會認為自己是片中人物使出不同的絕技。從教育來看,爆旋陀螺有手提發射器、對戰用的陀螺盤,以及可能加配不同零件,讓小朋友從修改陀螺過程中理解攻防模式,令他們樂在其中時,無形進行運算思維中不間斷的「 Trial and Error 」自學過程。

    牛頓第二運動定律

    此外,根據牛頓第二運動定律,F=ma ( F : Force 凈力, m : mass 質量, a : Acceleration 加速度)是指物體的加速度與所受的凈力成正比,與質量成反比,物體的加速度與凈力同方向。在陀螺身上就能夠看到當中的定律,因為陀螺是要靠外力驅使它轉動,當外力的推動下陀螺會加速旋轉,陀螺轉動時能令陀螺達到平衡。

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    當陀螺受到空氣阻力、地面摩擦,或陀螺重心問題等的外在環境因素的影響 。
    當陀螺受到空氣阻力、地面摩擦,或陀螺重心問題等的外在環境因素的影響。

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    會減低旋轉動力及其速度,最終因失去平衡倒下停下來。
    會減低旋轉動力及其速度,最終因失去平衡倒下停下來。

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    動手做改裝工程

    爆旋陀螺的玩法是要二至三人,同時在對戰盤上以陀螺互相撞擊,最後能在對戰盤上維持轉動沒有倒下的就能勝出,加上爆旋陀螺加入了自由組合零件的元素,能夠隨意改裝,令玩法與傳統陀螺不一樣,要求玩家要有一定簡單的物理知識和操控發射器的技術,例如出手快慢都會影響陀螺的轉動速度,陀螺旋轉的速度愈大會令陀螺身上的淨力愈大,有助對其他陀螺進行撞擊。

    攻擊環、輪盤和軸心底盤組成了爆旋陀螺。
    攻擊環、輪盤和軸心底盤組成了爆旋陀螺。

    要應付不同對手的陀螺時,如何改裝陀螺也成為一門學問,爆旋陀螺分三個構成部分,分別是攻擊環、輪盤和軸心底盤,想讓陀螺持久轉動,便需從設計改善。例如攻擊環外形較圓,可有效減少空氣阻力從而持久旋轉;而輪盤加上重塊,重力可穩定陀螺;採用厚扁軸心底盤,便能減少與陀螺盤或地面的摩擦,讓陀螺可持續穩定地旋轉。

    陀螺與旋轉運動

    陀螺本身離不開旋轉運動,要轉數快、轉得耐、以及轉的時候要穩定才好玩,外型設計、體積大小、重量、物料、底部結構、降落點、接地摩擦面等,都會影響陀螺的轉動力和持久力。

    爆旋陀螺的類型有四種,它們分別是攻擊型、防禦型、持久型和平衡型。不同形態的設計各具特色,各有優點和缺點,他們的共通點就是全是旋轉對稱的設計,有助旋轉時的力效平均,容易得到平衡。

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    攻擊型的陀螺
    攻擊型的陀螺

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    攻擊型的陀螺

    擁有寬闊的攻擊環,並有三尖八角的摩擦面,底部平寬,其重量較輕,很容易製造出高迴轉力,走動的速度很快,所以有很強的攻擊力,可是防禦力和持久力會大幅減弱。 [/double_paragraph] [/row]

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    防禦型的陀螺
    防禦型的陀螺

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    防禦型的陀螺

    攻擊環的設計較窄,沒有三尖八角的摩擦面而改成圓形或彎形的摩擦面,底部較圓和尖以減低與地面之間的摩擦力,加上重量較重,能製造出較大的迴動力,但速度會較慢和較穩定。 [/double_paragraph] [/row]

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    持久型的陀螺
    持久型的陀螺

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    持久型的陀螺

    配有金屬的攻擊環,並設有軟膠邊的的摩擦面,底部尖圓及有彈性,當其他陀螺對它進行撞擊時碰到軟膠邊,所產生的摩擦力成為新的外力,有助帶動持久型陀螺繼續旋轉,而彈性底部有助減低被撞時的衝擊力。 [/double_paragraph] [/row]

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    平衡型的陀螺
    平衡型的陀螺

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    平衡型的陀螺

    攻擊環亦有金屬,底部也是尖圓型的設計,但底部附有膠帶,令陀螺在斜面滑行時較為穩定,難以倒下。 [/double_paragraph] [/row]

    陀螺發射器上運用齒輪

    發射陀螺時的角度和高度也會對陀螺轉動造成影響,而陀螺落在對戰盤的位置也會影響陀螺在盤上行走時的路徑,如果陀螺落點是在對戰盤的中間位置,它就會較穩定在盤的中央轉動,同時陀螺底部的位置與盤面之間的摩擦力較集中,能量消耗得較少,有助陀螺維持轉動的時間較持久。

    若果陀螺落點是盤邊的斜面位置,由於是斜面陀螺會受地心吸力的影響,會出現一個向盤中間的拉力,但陀螺在轉動時因慣性運動會產生一個向外的力,兩個不同的方向的力同時出現令陀螺會圍繞盤邊轉動,陀螺在盤邊運行就有如地球本身會自轉,也會因萬有引力的影響而繞著太陽進行公轉。

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    拉環上設有橫向鋸齒,目的是儲蓄更多的位能在拉動拉環時可以增加陀螺的旋轉力。
    拉環上設有橫向鋸齒,目的是儲蓄更多的位能在拉動拉環時可以增加陀螺的旋轉力。

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    玩法是二至三人在對戰盤上以陀螺互相撞擊, 最後停下來就是贏家。
    玩法是二至三人在對戰盤上以陀螺互相撞擊, 最後停下來就是贏家。

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    簡簡單單一件陀螺玩具本身已經有很多 STEM 元素,再加入一些新元素後,就能夠增加人們對它們的學習興趣,證明了「玩樂學習」有助學生自主學習的導引。

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