#最熱門的STEAM生活科學團購 ~ 3/14(日)止【STEAM生活科學小創客 (共31個機械手作教案)】
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三大系列31個教案，剛好可以規劃一個學期全部玩完
【三大系列】
⭕ 系列一: 好好玩的生活科學(3個主題14個教案)
1⃣ 好好玩的生活科學1：有趣的簡單機械與教學實驗
▶ 5種科學實驗 - 認識 #力學基礎 #槓桿原理
1. 翹翹板
2. 伸縮鉗子(剪刀)
3. 投籃機
4. 動定滑輪
5. 賽車

📘 小筆記：
簡單機械指的是機械中最基本的單位。它是我們生活中一切科技發展的基礎與最基本的元件，也是孩子接觸牛頓力學（向量力學）前的重要前導。簡單機械共包含了有（1）桿槓（2）輪軸（3）滑輪（4）斜面（5）螺旋，幾種基本元件組合而成的。人類從古至今，就一直利用這些簡單機械的基本元件，發展出能幫助我們生活更便利、更省時省力的複雜機械。現在，就讓我們帶領著孩子，一起進入到我們生活中去看看與學習這些有趣又好玩的生活科學吧！

2⃣ 好好玩的生活科學2：有趣的動力傳動學習與教學實驗
▶ 5種科學實驗 - 認識 #動力傳送 (齒輪傳動+鏈條傳動+皮帶傳動+液體傳動)
1. 齒輪
2. 行星齒輪
3. 鏈條傳動+皮帶傳動
4. 坦克車
5. 液壓升降台

📘 小筆記：
動力傳送就是將某一種物品產生的力量，傳至另一個地方。它包含了風力、水力、人力、電力、火力……等等。動力傳送最大的用途，就是將所有力量，經過動能轉換成機械能，幫助我們達到省力、省時，改變運動方向，使操作簡便的機械。其中，最為簡單、也最為我們常見的就是齒輪組的運用。

3⃣好好玩的生活科學3：運動定律的學習與教學實驗 - 認識 #運動力學
1. 伽利略單擺
2. 戰鬥陀螺
3. 重力小車
4. 風力車

📘 小筆記：
運動定律就是施加於物體的外力與物體所呈現出的運動彼此之間的關係。大家最熟悉的就是牛頓的三大運動定律，以及伽利略的單擺運動。

⭕ 系列二：小創客的科學教育與實驗製作系列(13個主題)
1⃣ 3合1液壓挖土機 #槓桿原理 #帕斯卡原理

📘 小筆記：
3合1液壓挖土機有挖土機、抓魚爪、破壞夾三種可以交換的工具頭。組裝過程可以體驗挖土機手臂利用流體（液態）傳送所產生的動力，並且在槓桿原理的輔助運用下，達到力量放大，以及真實的實踐「槓桿原理」及「帕斯卡原理」

2⃣ 四輪驅動車 #輪軸原理

📘 小筆記：
輪軸是由兩個不同大小的圓輪，固定在同一軸心上，這種機械稱為輪軸。大圈的圓叫「輪」，小圈的圓叫「軸」，輪軸是槓桿的變型運用。組裝過程中可以認識到兩個後輪的「輪軸原理」及利用皮帶，驅使後輪帶動前輪的動力傳送構造

3⃣ 雙翼滑行機 #輪軸原理

📘小筆記：
雙翼滑行機是利用螺旋槳使飛機滑行的原理。螺旋槳是一種有中央輻射形槳葉的裝置，每一槳葉都組成螺旋面的一部分。早期英國人把螺旋槳稱為「空氣螺絲」，因為扭轉的螺旋槳葉片就跟一般的螺絲有著相似的原理，它的運動方式是旋轉向下又向前

4⃣ 可愛機器狗 #槓桿偏心輪軸原理

📘 小筆記：
偏心輪軸指的是輪與軸的中心點位置不在旋轉點上，一般指的是圓形輪，當圓形沒有繞著自己的中心旋轉，就成了偏心輪軸。一般來說偏心輪主要的目的是產生振動即可，像是我們手機裡面的振動器都是用偏心輪，來達到震動模式。組裝過程可以認識到偏心輪軸所產生的推力以及槓桿原理，機器狗前腳帶動後腳，使機器狗能夠向前走動的原理。小朋友還可以調整偏心輪軸的角度，觀察這將會使機器狗走動時，產生如何的改變喔！

5⃣ 手持吸塵器 #大氣壓力原理

📘小筆記：
吸塵器的原理是利用風葉片在馬達上高速運轉，在內部將空氣抽走，使吸塵器內部的大氣壓力與吸塵器外部的大氣壓力相比之下，產生負壓，從而將吸塵器外部的灰塵、細小垃圾等物質經吸入吸塵器內，達成吸取灰塵的目的

6⃣ 水陸兩用車 #大氣壓力與浮力原理

📘 小筆記：
水陸兩用車就是利用浮力，以及螺旋槳使車子滑行的原理。當螺旋槳在水中或空氣中旋轉時，就產生拉（推）力，使車子、船或飛機作前進運動。這也是利用大氣壓力所形成的的一種動力。空氣流過螺旋槳時，會使一側的壓力小於另一側，這會產生一個向較低壓力方向的反作用力，促使雙翼滑行機向前滑行。水陸兩用車遊戲過程中，除了認識到螺旋槳所產生的推力，更能認識到水的浮力，以及空氣中作用力與反作用力的運用喔！

7⃣ 工程壓路機 #輪軸傳送 #重力與壓力

📘 小筆記：
壓路機擁有著巨大的滾輪，是用於道路、機場跑道、等大型工程壓實地面作業的工程車輛。它的作用是藉由壓路機鋼輪的重量，來壓密物體表面(利用壓力來滾壓)

8⃣ 鋼琴音樂盒 #彈性物體變形與動能轉換 #槓桿力矩

📘小筆記：
當音樂盒發條被上緊時，發條前端的槓桿力矩最長，發條前端輸出的力量也最大。運行一段時間後，緊緊盤在發條軸上的發條會慢慢鬆開，它的能量隨之下降。當能量即將耗盡時，發條末端的槓桿力矩最短，力矩也最小，輸出的力量也隨之變小，直至發條恢復原狀為止

9⃣ 紙飛機發射器 #認識輪軸與磨擦力

📘 小筆記：
紙飛機發射器是利用兩個圓輪與紙飛機之間的摩擦力，來固定住紙飛機（所謂摩擦力，是指一物體在另一個物體表面上滑動或將要滑動時，這兩個物體在接觸面上會產生阻止相對運動的作用力，這種作用力稱為摩擦力。試試看用不同厚度的紙張摺紙飛機，看看紙飛機與發射輪在不同摩擦力之下，會有什麼樣不同的反應及效果

🔟 古代明輪船 #齒輪傳送以及輪軸原理 #體驗水的浮力 #作用與反作用定律

📘小筆記：
明輪船是指在船的兩側裝有類似輪子、能旋轉的槳輪，由於槳輪的一部分露在水面上邊，因此被稱為明輪船。當流體的浮力＞物體的重力（密度）時，物體將會上浮。當明輪船的槳輪在水中旋轉時，會對水產生一股推力（作用力），同時，水也會以反方向對槳輪產生一股反作用力，使船作前進運動。

❶❶ 旋轉木馬音樂盒 #槓桿力矩原理

📘小筆記：
遊戲過程中可以學習到發條的工作原理是屬於槓桿力矩原理而運作的：當發條被上緊時，此時發條前端的槓桿力矩最長，所以發條前端輸出的力量也最大。運行一段時間後，緊緊盤在發條軸上的發條會慢慢鬆開，它的能量隨之下降。當能量即將耗盡時，發條末端的槓桿力矩最短，所以力矩也最小，因此輸出的力量也隨之變小，直至發條恢復原狀為止。

❶❷ 浪漫的摩天輪 #動力傳送 #槓桿力矩原理

📘小筆記：
遊戲過程中可以學習「皮帶」所產生的動力傳送，以及槓桿力矩原理而運作的發條工作原理：當發條被上緊時，發條前端的槓桿力矩最長，所以發條前端輸出的力量也最大。運行一段時間後，緊緊盤在發條軸上的發條會慢慢鬆開，它的能量隨之下降。當能量即將耗盡時，發條末端的槓桿力矩最短，所以力矩也最小，因此輸出的力量也隨之變小，直至發條恢復原狀為止。

❶❸ 消防雲梯車 #巴斯卡原理 #流體力學

📘小筆記：
消防車又稱救火車，是專門用作滅火或其他緊急用途的救災車輛。按功能可分為抽水車、雲梯車、搶救車及其他專門及支援車輛。消防雲梯車是屬於消防的高空作業車，通常被用於高空灑水及救人。雲梯的主要運作方式，是利用了流體力學中的巴斯卡原理（液壓傳動），來操作雲梯的伸縮。

⭕系列三: 讓孩子著迷的遊戲製作與實驗(4個主題)
#認識偏心輪軸的推力 #槓桿原理
1⃣ 腕龍
2⃣ 無齒翼龍
3⃣ 三角龍
4⃣ 暴龍

#STEAM #SCENICE #TECHNOLOGY #ENGINEERING #ART #MATHEMATICS #科學 #科技 #工程 #藝術 #數學 #小創客

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【三大系列】
⭕ 系列一: 好好玩的生活科學(2個主題)
1⃣ 好好玩的生活科學1：有趣的簡單機械與教學實驗
▶ 5種科學實驗 - 認識 #力學基礎 #槓桿原理
1. 翹翹板
2. 伸縮鉗子(剪刀)
3. 投籃機
4. 動定滑輪
5. 賽車

📘 小筆記：
簡單機械指的是機械中最基本的單位。它是我們生活中一切科技發展的基礎與最基本的元件，也是孩子接觸牛頓力學（向量力學）前的重要前導。簡單機械共包含了有（1）桿槓（2）輪軸（3）滑輪（4）斜面（5）螺旋，幾種基本元件組合而成的。人類從古至今，就一直利用這些簡單機械的基本元件，發展出能幫助我們生活更便利、更省時省力的複雜機械。現在，就讓我們帶領著孩子，一起進入到我們生活中去看看與學習這些有趣又好玩的生活科學吧！

2⃣ 好好玩的生活科學2：有趣的動力傳動學習與教學實驗
▶ 5種科學實驗 - 認識 #動力傳送 (齒輪傳動+鏈條傳動+皮帶傳動+液體傳動)
1. 齒輪
2. 行星齒輪
3. 鏈條傳動+皮帶傳動
4. 坦克車
5. 液壓升降台

📘 小筆記：
動力傳送就是將某一種物品產生的力量，傳至另一個地方。它包含了風力、水力、人力、電力、火力……等等。動力傳送最大的用途，就是將所有力量，經過動能轉換成機械能，幫助我們達到省力、省時，改變運動方向，使操作簡便的機械。其中，最為簡單、也最為我們常見的就是齒輪組的運用。

⭕ 系列二：小創客的科學教育與實驗製作系列(10個主題)
1⃣ 3合1液壓挖土機 #槓桿原理 #帕斯卡原理

📘 小筆記：
3合1液壓挖土機有挖土機、抓魚爪、破壞夾三種可以交換的工具頭。組裝過程可以體驗挖土機手臂利用流體（液態）傳送所產生的動力，並且在槓桿原理的輔助運用下，達到力量放大，以及真實的實踐「槓桿原理」及「帕斯卡原理」

2⃣ 四輪驅動車 #輪軸原理

📘 小筆記：
輪軸是由兩個不同大小的圓輪，固定在同一軸心上，這種機械稱為輪軸。大圈的圓叫「輪」，小圈的圓叫「軸」，輪軸是槓桿的變型運用。組裝過程中可以認識到兩個後輪的「輪軸原理」及利用皮帶，驅使後輪帶動前輪的動力傳送構造

3⃣ 雙翼滑行機 #輪軸原理

📘小筆記：
雙翼滑行機是利用螺旋槳使飛機滑行的原理。螺旋槳是一種有中央輻射形槳葉的裝置，每一槳葉都組成螺旋面的一部分。早期英國人把螺旋槳稱為「空氣螺絲」，因為扭轉的螺旋槳葉片就跟一般的螺絲有著相似的原理，它的運動方式是旋轉向下又向前

4⃣ 可愛機器狗 #槓桿偏心輪軸原理

📘 小筆記：
偏心輪軸指的是輪與軸的中心點位置不在旋轉點上，一般指的是圓形輪，當圓形沒有繞著自己的中心旋轉，就成了偏心輪軸。一般來說偏心輪主要的目的是產生振動即可，像是我們手機裡面的振動器都是用偏心輪，來達到震動模式。組裝過程可以認識到偏心輪軸所產生的推力以及槓桿原理，機器狗前腳帶動後腳，使機器狗能夠向前走動的原理。小朋友還可以調整偏心輪軸的角度，觀察這將會使機器狗走動時，產生如何的改變喔！

5⃣ 手持吸塵器 #大氣壓力原理

📘小筆記：
吸塵器的原理是利用風葉片在馬達上高速運轉，在內部將空氣抽走，使吸塵器內部的大氣壓力與吸塵器外部的大氣壓力相比之下，產生負壓，從而將吸塵器外部的灰塵、細小垃圾等物質經吸入吸塵器內，達成吸取灰塵的目的

6⃣ 水陸兩用車 #大氣壓力與浮力原理

📘 小筆記：
水陸兩用車就是利用浮力，以及螺旋槳使車子滑行的原理。當螺旋槳在水中或空氣中旋轉時，就產生拉（推）力，使車子、船或飛機作前進運動。這也是利用大氣壓力所形成的的一種動力。空氣流過螺旋槳時，會使一側的壓力小於另一側，這會產生一個向較低壓力方向的反作用力，促使雙翼滑行機向前滑行。水陸兩用車遊戲過程中，除了認識到螺旋槳所產生的推力，更能認識到水的浮力，以及空氣中作用力與反作用力的運用喔！

7⃣ 工程壓路機 #輪軸傳送 #重力與壓力

📘 小筆記：
壓路機擁有著巨大的滾輪，是用於道路、機場跑道、等大型工程壓實地面作業的工程車輛。它的作用是藉由壓路機鋼輪的重量，來壓密物體表面(利用壓力來滾壓)

8⃣ 鋼琴音樂盒 #彈性物體變形與動能轉換 #槓桿力矩

📘小筆記：
當音樂盒發條被上緊時，發條前端的槓桿力矩最長，發條前端輸出的力量也最大。運行一段時間後，緊緊盤在發條軸上的發條會慢慢鬆開，它的能量隨之下降。當能量即將耗盡時，發條末端的槓桿力矩最短，力矩也最小，輸出的力量也隨之變小，直至發條恢復原狀為止

9⃣ 紙飛機發射器 #認識輪軸與磨擦力

📘 小筆記：
紙飛機發射器是利用兩個圓輪與紙飛機之間的摩擦力，來固定住紙飛機（所謂摩擦力，是指一物體在另一個物體表面上滑動或將要滑動時，這兩個物體在接觸面上會產生阻止相對運動的作用力，這種作用力稱為摩擦力。試試看用不同厚度的紙張摺紙飛機，看看紙飛機與發射輪在不同摩擦力之下，會有什麼樣不同的反應及效果

🔟 古代明輪船 #齒輪傳送以及輪軸原理 #體驗水的浮力 #作用與反作用定律

📘小筆記：
明輪船是指在船的兩側裝有類似輪子、能旋轉的槳輪，由於槳輪的一部分露在水面上邊，因此被稱為明輪船。當流體的浮力＞物體的重力（密度）時，物體將會上浮。當明輪船的槳輪在水中旋轉時，會對水產生一股推力（作用力），同時，水也會以反方向對槳輪產生一股反作用力，使船作前進運動。

⭕系列三: 讓孩子著迷的遊戲製作與實驗(3個主題)
#認識偏心輪軸的推力 #槓桿原理
1⃣ 腕龍
2⃣ 無齒翼龍
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【量化「跑步經濟性」的另一條進路】

運動科學家在量化跑步經濟性時，使用的攝氧量和速度之間的關係，簡單來說：誰能用最少氧氣能跑出相同的速度，就代表誰跑得最有效率。也就是「單位時間內所用的能量」愈少，經濟性愈高。

兩星期前在香港參加研討會，主講者之一是來自瑞典的Dr. Fredrik，他設計出了一套能夠方便「量化跑步經濟性」的軟體「MotionMetrix」，硬體用的是XBOX 360的kinect來搜集數據。他運用他的物理知識來計算跑步經濟性（他是物理學博士），而且他的方法只需要40秒，相較於費時費事且硬體需求大的攝氧量測試，這種方法的確方便多了。

背後的物理原理他有公開講授，也有展示在每一份報告裡，這邊也分享出來（見附圖）。

先簡單定義一下圖中的名詞：
* 跑步經濟性 Running Economy，簡稱RE
* 總作功 Total Work，簡稱Wtot
* 彈力交換 Elastic Exchange，簡稱EE，或ε

RE = Wtot × (1 - EE)

力學能量的「總作功」（Wtot）是從三個面向來計算，分別是：
* 垂直振幅所作的功
* 肢體擺動時所作的功
* 水平位移所作的功

每次測驗只需40秒，我用4:17/km的配速跑了40秒後，系統算出我的EE是25.4% (他說袋鼠可達90%)。我每分鐘每公斤體重所使用的能量是：2.73 Jouels/kg/m。在同樣的配速下這個數值愈低愈好，報告的分類中只要低於2.7就進入菁英等級。

Dr. Fredrik另闢蹊徑，從力學能量 (Mechanical Energy)的觀點來量化跑步經濟性，非常有意思。在角度、力量和力矩的計算的準確度應該已達到某種程度的精確性，但在計算「免費外力」上的精度尚有待商確（因為沒有考慮到「重力力矩」和「落下角度」，我也找機會跟他提了），不過，我覺得方向是對的，對我很有啟發……當時聽到演講時心理驚嘆：「原來也可以這樣來運用！」

完成兩天的研討會和工作坊後，主辦人Chris和Oscar請我們在大排檔吃飯，Dr. Fredrik直說這是他這次來香港最棒的一餐。我和Dr. Fredrik也直接在街邊討論起力學和能量，我提出了一個分析的觀點，希望他能考慮到重力力矩的作用，他說他從來沒想過，會回去好好想想。我們也問他EE是怎麼直接透過動態的視覺分析算出來的，他委宛地說這是機密。但我真的好想知道XD！！這幾天只要有空就一直在想幾種EE演算法的可能……。

他在演講中的一句結論，我印象特別深刻：「只有角度而沒有力量向量的分析是意義不大的。」因為力矩需要有「力量」和「力臂」，只有角度是無法計算壓力的。這套系統被Chris與Oscar用在物理治療工作的診斷與預防傷害上，他們會去觀測各個關節。

要量測角度，才能確認「力臂長度」，有時雖然受力很小，但角度很大，（力矩大）會帶來較大的桿杆壓力；有時雖然角度很小，但受力很大。哪一種情況受傷風險高並不一定，要透過「力×力臂」來量化之後才能知道。他這套系統最厲害的地方在於，直接透過視覺影象分析就能計算各「支點」所受的「力量大小」，進而計算力矩，這也是Dr. Fredrik比較自豪的地方。

Dr. Fredrik從2012年開始研發……他說了這段辭職在家靠老婆養，創業到2014年賣出第一套之後才算確認這個工具被市場接受，目前持續優化、也持續賣到世界各地，年底將有第二代全新的產品上市。真的很佩服他，跨領域結合他的物理專業和對跑步的熱愛，為量化跑步經濟性與受傷風險這個問題提出了解法、製造成產品，又找到了自己的商業模式。

當場看到資深的物理治療師Chris透過40秒分析出來的跑步或步態分析數據就能找出問題。Chris說這套系統很強大，應用空間很廣。

這是他們系統的官方網址，有興趣的可以進一步了解：https://www.motionmetrix.se
目前這套系統已在香港、上海、北京和世界上其他七個國家採用，包括菁英運動領域（聽Dr. Fredrik說北京清華大學相關科系也跟他採購了一套，看來數據上的精確度已被各領域肯定）。

補充說明:
更正*鈴蘭球本體是矽膠不是塑膠，相較塑膠的燃燒會比較有毒，矽膠確實在這點上比較無毒安全一些
不過缺點是容易累積灰塵，使用長時間會有可能會有鬆垮現象

實際上果汁機一般所講的馬力horsepower指的是功率單位，分為英制及公制
現在較多人用的是國際單位功率，瓦特(W)，一英制馬力換算大約是745.7W
消耗功率=力矩(Nm)x轉速(rpm)
但也不是馬力大就一定好，一般果汁機約在2馬力，也就是1500W左右就很夠用了，轉速過高也會破壞果汁的口感和結構。
光觸媒空氣清淨機通常是由機組內的紫外線燈管提供能量給TiO2進行氧化還原，因此燈管是最大的考量
00:00 前言
01:40 好樹好果杯介紹
05:07 AIR6空氣淨化機
10:34 鈴蘭球收納
11:58 結語聊聊節目主旨

#募資 #募資平台 #嘖嘖 #光觸媒 #空氣清淨機 #零耗材 #果汁機 #紫外線

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