聽懂別人說的話

有導航機的朋友可以看看上面應該有一個小小的「指北針」
這個「指北針」你看得懂嗎？

對學科學的老師來說(或者一般民眾也是??)
紅色的箭頭應該就是N極的指向
如下圖的羅盤

因此導航畫面的上方(也就是面對的方向)應該就是西南方，沒錯吧？

另外再看看以下的車用羅盤
有什麼奇怪的地方嗎？

比較一下正常的羅盤就知道了

方向剛好都相反？這是瑕疵品嗎？
原來不同領域的人對相同的東西，敘述習慣是很不一樣的
車用羅盤的設計並不是由上往下看
而是由側面看
你所看到的標示(文字)就是面對的方向

這樣對開車的人來說就是直觀的結果
不需要想太多
這是設計者的想法，卻不是科學常用的方法

再回到導航機
另一個畫面是這樣顯示的

原來箭頭就是車頭的方向
所以我真正的面對的方向是東南方，而不是西南方
比對車用的羅盤就知道了

再看一次導航機的小「指北針」
你能看出設計者的邏輯了嗎？

不同領域的思考模式真的差很多
這也是科學上不斷強調定義的目的
希望我們用了一個名詞敘述某個情況時，是有共識的
而不是一個中國各自表述
了解別人如何表述一件事情，和窩在自己的領域自嗨
哪個重要？
等你終於看懂導航機上的小小指北針就知道了...

滾動摩擦的好應用_各種軸承

接續上次移動摩擦與滾動摩擦那篇
利用滾動的方法幫助沒有力氣的人類運送物品已經有數千年的歷史
一開始都是利用圓柱體的滾動來搬運

這個想法後來就變成了輪子
現在我們更厲害了
把圓柱體變成球體
也就是所謂的軸承(bearing），或叫作培林
但這已經是20世紀的事情了
主要的原因還是在於製造的工藝技術尚未成熟
軸承內部的金屬球需要承受極大的壓力
而且每一顆金屬球的大小規格與表面光滑程度要求都非常高
這是需要很精密的工業技術才能作到的事
決不是我們認知的黑手工廠
可以看看以下這間工廠的介紹，簡單又明瞭
http://www.kuangho.com.tw/chinese/bearinginfo1.html

當然發展到現在，許多品質參差不齊
市售很多軸承其實都是所謂的整新品(清洗之後再重新上架)
但只要原本的工業技術夠好
A級貨的整新品可能還比B級貨的全新品來得耐用

為了保護軸承內部的金屬球不要過度磨損或是生鏽
通常都會有一個保護殼
打開後會發現裡面充滿了濃稠的黃油
利用去漬油清洗乾淨之後就會非常「古溜」
裡面為了不讓金屬球相互撞擊
還會有一個保持器來固定金屬球的位置
讓金屬球只有滾動沒有滑動

還有一種更特別
有兩排可以自由旋轉的金屬球
讓軸承可以有不同的轉動角度

另外這種是可以分離的軸承
內部有一圈滾珠
上盤的金屬外殼可以承受極大的重量
讓整體可以輕易的旋轉

看一下影片會更有感覺

我怎麼會對這些東西這麼有興趣!!怪胎一枚...

LED顯示型伏特計_集成

這種名稱真是敖口...
直接將麵包板上的東西集合到電路板上
除了方便使用
有時這也是另一種樂趣...(這是哪門子樂趣啊~~)

燒好電路板之後再加上兩條杜邦端子線方便連接
也可以額外當作伏特計來使用

電池盒上並聯出插座(母端)
這樣就自帶顯示器了
顯示器也可以拔掉換到其他設備
這樣才能發揮最大效益

LED顯示型伏特計

大家都看過行動電源上有一排LED的電量顯示器
通常都有4~5顆LED燈來顯示目前的電量
不過正確地來說
LED顯示的應該是電壓(伏特)，而不是電量(庫倫)
但大家都這麼習慣稱呼，科學也就不要擾人清夢了
這種電壓顯示器其實也還滿方便的

尤其之前作了一個六段的電池盒

因為太常用了
結果常常電壓下降了也不知道(多切幾段就上去了)
因此有些實驗誤差就在這邊出現了
當然這都是事後檢查才發現的
使用前用三用電表檢查是最準確的方法
但如果能自己顯示，像行動電源那樣就完美了
電路不難
但電阻不好算
用最笨的方法解決就好~~~，可變電阻慢慢調
最後得到的電路圖如下

這是配合我的電池盒電壓的顯示(1.5V無法亮)
第一段3V，第二段4.5V，第三段6V，第四段9V，第五段12V
最後一段用了白光收尾，所以電阻明顯大了許多

再來試試每節電池都顯示，應該會更棒
3V，4.5V，6V，7.5V，9V，10.5V，12V
都用紅光比較好調整
電路圖如下

電阻的大小只是參考，需要配合拿到的LED決定
真不錯!!
理論成立，再來就要集成了

力的合成_排尺版本

用麻將的排尺來作
厚度佳，更耐用了
細節可以看這篇

虎克定律實驗

10元商店看到的好物
可以代替一般軟彈簧來作虎克定律的實驗
砝碼...就用螺母來代替
加上等長的鐵絲當作掛勾
就可以方便操作

雖然都不是儀器等級的器材
但正比的效果卻非常明確

一開始拉開彈簧需要比較大的力
因此先吊一顆砝碼當作原點
逐步增加螺母的數量
每掛一個砝碼均增加3.5cm
上下誤差都在0.1cm之內
掛到5顆都還在彈性限度內

換掛大螺母
伸長量變為6.5cm，繼續增加螺母也都很漂亮的增加6.5cm(上下誤差也都在0.1~0.2cm)

從伸長量來說為小螺母的1.857倍
實際測量質量
小螺母為12.9g，大螺母為24.9g
大螺母質量為小螺母的1.93倍
相對誤差約為3.78%

試試兩條串聯
原本小螺母的伸長量為3.5cm
串聯兩條彈簧之後伸長量變為6.4cm~6.6cm左右
並非預期的7cm(3.5的2倍)

並聯兩條彈簧
原本大螺母的伸長量為6.5cm
結果掛在並聯彈簧上的伸長量變為2.8cm~3.0cm之間
也不是預期的3.25cm(6.5的一半)

很可能是因為兩條彈簧的彈性並非一致
再進一步測量另一條彈簧
小螺母的伸長量約為2.8cm
大螺母的伸長量約為5.2cm
果然兩條彈簧的彈性是不一樣的
所以串聯或並聯之後的結果都比預期的少了一些
因此兩條串聯掛上小螺母，真正的理論值應該為6.3cm(實際為6.4~6.6)
並聯掛上大螺母，真正的理論值為2.925cm(實際為2.8~3.0)
這樣就合理了!!

看樣子二下又有東西可以搞學生了