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念力棒

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念力棒摩擦螺旋桨(英语:gee-haw whammy diddle)是一款能够将震动转换为转动的科学玩具,原理和摇呼拉圈极为类似,该玩具有一支长条本体和数个锯齿状凸出物,一个在本体上的螺旋桨叶片,以及一支用来刮磨主体上锯齿部分造成主体震动之棍棒。调整棍棒括动的速度可以造成本体不同的振动频率,当频率和叶片转速相配合且同相时即造成螺旋桨叶片加速转动。

因此欲从静止状态加速螺旋桨叶片,必须先行以低速刮磨锯齿部分而后渐渐增加刮磨速度。[1]

原理

此玩具原理有二:

  1. 椭圆震动方向:棍棒震动的椭圆运动方向造成初使和其他时间时的摩擦力方向,因此经由摩擦锯齿部的右上和左上缘可以造成螺旋桨之正逆转。
  2. 同步加速方式:如同摇呼拉圈之原理,该螺旋桨和承轴位置是偏心的,对于相对于承轴正在进行近似圆周运动之螺旋桨重心,此时若承轴做出垂直于重心切线速度的运动,则会使重心加诸一个垂直速度改变之分量而增加速率,进而加速转动,此现象必须同步且不断的在振动过程中发生,才能持续加速,若不同步则整体效应低落而使螺旋桨因摩擦力损耗而减速。

自制方法

使用珍珠奶茶用吸管,压平后剪出锯齿部并将免洗筷以订书针固定于吸管内,使用厚纸片做出两档片和螺旋桨部,螺旋桨部以粗吸管作为轴承组装于竹筷突出部分。使用另一支珍珠奶茶吸管做括摩动作。

参考资料