磁浮陀螺 — 樂與學｜星島教室

大家還記得幾年前有一套有關陀螺的動漫嗎？當時同學們雖然不能帶陀螺回校，但同學們會發揮他們的小創意，把自己的橡皮擦改裝成一個小陀螺，他們在橡皮擦上加上鉛筆或其他工具作為陀螺的軸心，發揮了無限的創意，在小息時便與同學們大決鬥一番。 

反思一下，陀螺是一個引人入勝的玩意，但其實同時也是一個很好的科學探究主題，甚至我們可以引入磁浮陀螺，大家也認識「磁浮」和「陀螺效應」嗎？ 

陀螺效應 

「陀螺效應」是指重力對高速旋轉中的陀螺，產生的對支撐點的力矩不會使其發生傾倒，而發生小角度的進動。簡單而言，就是物體轉動時的離心力會使自身保持平衡。其實我們踏單車時，亦是運用了這個原理去保持平衡。 

不知道大家有沒有嘗試過，單車在沒有人控制之下，我們用力把單車推出去，它也能在一定時間保持平衡，沒有倒下來；又或者當我們踏單車快要跌下時，只要稍稍加速，車身又會再保持平衡？ 

這都是與陀螺效應有關，因為當車輪的轉動速度愈快，車輪的傾斜角度便會愈小，車身便愈見穩定，愈容易保持平衡，就好像轉動陀螺時一樣。 

磁浮 

「磁浮」是一種利用磁的吸力和排斥力來使物件在空中浮動，而不依靠其他外力的方法。透過利用電磁力來對抗引力，可以使物件不受引力束縛，從而自由浮動。 

在2002年中國亦建立了第一條磁浮列車綫，現時，中國已是世界上最大規模高速鐵路網的國家；而在2021年，中國更成功研發時速600公里的高速磁浮列車，比現時內地的高鐵速度快近一倍，未來更有望突破時速1000公里。 

由此可見，磁浮的運用在我們日常生活中已非常普及。 

磁浮陀螺培養正向價值觀 

當磁浮原理加上陀螺時，除了可以成為一件有趣的玩意外，還能激發小朋友對新事物的好奇心，鼓勵他們探索未知領域和創新思維的能力。 

此外，磁浮陀螺需要多個部件組合而成，小朋友需要互相協調、溝通和分享，才能製作一個完整的磁浮陀螺。這有助於培養良好的團隊合作精神和溝通能力。 

學習和製作磁浮陀螺需要小朋友付出時間和精力，進行多次（逾百次）測試和調整每隻角的高度，找出磁力場互相排斥產生懸浮效果的平衡點，才能讓磁浮陀螺轉動和浮起來，從中磨練他們的堅毅精神。 

陀螺與托盤的磁場互相排斥，令陀螺磁浮。

 

本校同學亦應用磁浮陀螺，發明了一個讓人們紓緩壓力的裝置。大家可掃描右面二維碼觀看示範。

 

同學利用磁浮陀螺紓緩壓力。

 

反思問題 

1.你還找到更多運用磁浮或陀螺效應的生活例子嗎？ 

2.磁浮列車怎樣利用磁鐵的特性？ 

答案： 

1.例如︰當我們拿着手機轉動，屏幕也跟着轉動。磁浮風扇，亦應用在我們電腦上，特點是寧靜，而且轉速很快，可以幫助散熱。 

2.磁浮列車利用磁鐵的異極相吸、同極相拒，不斷轉換磁場，令列車懸浮半空中並向前推進。 

參考資料： 

1.鄧文瀚（2020）。《玩轉STEM拆解12款玩具的科學原理》。香港：萬里機構出版有限公司。 

2.許江寧（2009）。《陀螺原理及應用》。中國：國防工業出版社。 

文：中華基督教會基灣小學（愛蝶灣）副校長郭宇田、中華基督教會基灣小學（愛蝶灣）主任陳國銳 

本欄逢周四刊登，由教育評議會邀請資深中小學老師、校長及大學講師撰稿，旨在為學生提供多元化的STEAM學習材料，引發學生探求知識的興趣，將學習融入生活，培養學生的世界觀、敏銳的觸覺、積極學習的態度。 

 

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