自製自動化盪鞦韆裝置

全國科普教具競賽教案 張瑋倫、林鼎盛、許文澤、郭建載
中華民國物理學會
u9514035@gms.ndhu.edu.tw
「領域:力學」
「對象:高中」
「類型二:程式模擬–教學演示」
摘要內容
盪鞦韆是民俗技藝,也是許多人童年的回憶,雖然網 路上有人探討盪鞦韆的原理,甚至以上下拉動擺動中 的單擺,使其越盪越高來說明原理,但因隨手拉動, 拉動時機不準確,擺動其實蠻紊亂的。
本創意教具以 Aruduino Nano 板,搭配一顆模型用迷 你伺服電機以及簡單的美術材料等,便可在 30 分鐘內 完成一台自動盪鞦韆裝置,價格在 300 元以下。 本裝置僅須給定初始擺角,便可在短時間內以極有效 率的方式使鞦韆越盪越高。透過觀察自動盪鞦韆裝置 的擺盪,學生們可以藉由裝置中改變擺長的原理,得 知當人體在盪鞦韆時,重心的變化與鞦韆擺角變化有 密切關係。目前也有另外開發自動給定初始擺角的鞦 韆起落架,以及搭配盪鞦韆原理設計的電腦闖關遊 戲,盼能將此教具組合開發為商業化產品,使枯燥乏 味的物理原理,成為創新的鄉土教材。

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