磁浮陀螺 — 乐与学｜星岛教室
2023-05-25 01:43 
大家还记得几年前有一套有关陀螺的动漫吗？当时同学们虽然不能带陀螺回校，但同学们会发挥他们的小创意，把自己的橡皮擦改装成一个小陀螺，他们在橡皮擦上加上铅笔或其他工具作为陀螺的轴心，发挥了无限的创意，在小息时便与同学们大决斗一番。
反思一下，陀螺是一个引人入胜的玩意，但其实同时也是一个很好的科学探究主题，甚至我们可以引入磁浮陀螺，大家也认识「磁浮」和「陀螺效应」吗？
陀螺效应
「陀螺效应」是指重力对高速旋转中的陀螺，产生的对支撑点的力矩不会使其发生倾倒，而发生小角度的进动。简单而言，就是物体转动时的离心力会使自身保持平衡。其实我们踏单车时，亦是运用了这个原理去保持平衡。
不知道大家有没有尝试过，单车在没有人控制之下，我们用力把单车推出去，它也能在一定时间保持平衡，没有倒下来；又或者当我们踏单车快要跌下时，只要稍稍加速，车身又会再保持平衡？
这都是与陀螺效应有关，因为当车轮的转动速度愈快，车轮的倾斜角度便会愈小，车身便愈见稳定，愈容易保持平衡，就好像转动陀螺时一样。
磁浮
「磁浮」是一种利用磁的吸力和排斥力来使物件在空中浮动，而不依靠其他外力的方法。透过利用电磁力来对抗引力，可以使物件不受引力束缚，从而自由浮动。
在2002年中国亦建立了第一条磁浮列车綫，现时，中国已是世界上最大规模高速铁路网的国家；而在2021年，中国更成功研发时速600公里的高速磁浮列车，比现时内地的高铁速度快近一倍，未来更有望突破时速1000公里。
由此可见，磁浮的运用在我们日常生活中已非常普及。
磁浮陀螺培养正向价值观
当磁浮原理加上陀螺时，除了可以成为一件有趣的玩意外，还能激发小朋友对新事物的好奇心，鼓励他们探索未知领域和创新思维的能力。
此外，磁浮陀螺需要多个部件组合而成，小朋友需要互相协调、沟通和分享，才能制作一个完整的磁浮陀螺。这有助于培养良好的团队合作精神和沟通能力。
学习和制作磁浮陀螺需要小朋友付出时间和精力，进行多次（逾百次）测试和调整每只角的高度，找出磁力场互相排斥产生悬浮效果的平衡点，才能让磁浮陀螺转动和浮起来，从中磨练他们的坚毅精神。
反思问题
1.你还找到更多运用磁浮或陀螺效应的生活例子吗？
2.磁浮列车怎样利用磁铁的特性？
答案：
1.例如︰当我们拿着手机转动，屏幕也跟着转动。磁浮风扇，亦应用在我们电脑上，特点是宁静，而且转速很快，可以帮助散热。
2.磁浮列车利用磁铁的异极相吸、同极相拒，不断转换磁场，令列车悬浮半空中并向前推进。
参考资料：
1.邓文瀚（2020）。《玩转STEM拆解12款玩具的科学原理》。香港：万里机构出版有限公司。
2.许江宁（2009）。《陀螺原理及应用》。中国：国防工业出版社。
文：中华基督教会基湾小学（爱蝶湾）副校长郭宇田、中华基督教会基湾小学（爱蝶湾）主任陈国锐
本栏逢周四刊登，由教育评议会邀请资深中小学老师、校长及大学讲师撰稿，旨在为学生提供多元化的STEAM学习材料，引发学生探求知识的兴趣，将学习融入生活，培养学生的世界观、敏锐的触觉、积极学习的态度。
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