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從合力為零到乘著風的旅程:怎麼溜滑梯才能安全又好玩呢?

  • 作者 / 特公盟(還我特色公園行動聯盟)、葉于莉*

日本沖繩|特公盟李玉華提供

幾乎每個公園都有滑梯,長的、短的、曲折的、筆直的、中途平緩再直落的,多種形式與不同難易程度的滑梯,等著喜愛溜滑梯的人們來挑戰。然而在公園溜滑梯時,為什麼有的人會飛出去蹬屁股而有的人不會?為什麼有的滑梯會讓人煞不住車而有的又不會呢?到底有什麼因素會影響溜滑梯的過程?

從頂端開始的溜滑梯旅程

圖/pxhere

我們先來談談從滑梯頂端滑下來時這一系列的物理現象。

當一個人坐在滑梯入口時,他的速度是零,是處於靜止狀態。

當一個人坐在滑梯入口時,他的速度是零,是處於靜止狀態。在平面時重力的作用無法抵抗靜摩擦力。圖/作者提供。

當人往前移動到達斜面時,因為角度的傾斜,重力作用在非平面造成人會往下滑動。地球的重力會對地球上的所有物體產生向下的作用力。因此當你坐在滑梯的頂端時,就是重力使你向下滑動。

重力作用在非平面造成人往下滑動,滑動的同時摩擦力也在作用,摩擦力作用的方向和滑動方向相反,兩個方向相反的作用力互相抵銷後的淨作用力,繼續帶動他持續加速下滑。圖/作者提供。

  • 編按:此圖為更新版本,原始刊登版本其分力繪製有誤,特此更正。(2018/10/26)

如果沒有了重力,我們就無法體驗溜滑梯的樂趣了!

因為重力會讓人開始滑動,不過滑動的同時摩擦力也在作用;摩擦力是指當兩個物體相互摩擦時發生的力,例如滑梯和人的臀部或背部。摩擦力可以抵消重力的作用,減緩人在滑梯上下滑的速度,如果沒有摩擦力,下滑的速度會過快而導致有受傷的可能 ; 反之,摩擦力越大,滑梯就越不滑。摩擦力作用的方向和滑動方向相反,兩個方向相反的作用力互相抵銷後的淨作用力,繼續帶動他持續加速下滑。

而當人下滑至滑梯最底端滑出段之前,速度到達一個最大值,依據慣性定律,滑梯上的人將以這個速度進入平坦的滑出段。

當人下滑至滑梯最底端滑出段之前,速度到達一個最大值,依據慣性定律,滑梯上的人將以這個速度進入平坦的滑出段。圖/作者提供。

在物理學中,慣性的定義為物體抵抗其運動狀態被改變的性質,也就是物體會持續以現有的速度運動,除非有外力迫使改變其速度,在這個例子中的外力就是出段的摩擦力。由於滑出段是一個平面,此時重力的作用不再造成他的加速,假設滑出段的摩擦係數與滑道相同,那麼如果滑出段夠長的話,他終將會因為摩擦力而停下來不再繼續滑動。

滑不動、或是讓人撲街滑梯是怎麼一回事?

德國慕尼黑|特公盟李玉華提供

當然,廠商在製作溜滑梯時,通常不會精準計算需要多長的滑出段才足夠使人完全停止,一般只會要求長度符合法規來設計即可 (依照CNS12642,滑出段長度應為28公分以上)。所以,當你來到一個設有筆直型滑梯,且材質為磨石子或不鏽鋼的公園,你會發現你的孩子或你在溜下滑梯時往往是煞不住車地衝出滑梯,最後結果通常是以下這幾種:

  1. 雙腳成功著地,完美起身。
  2. 臀部直接落地。
  3. 腳著地但雙手和膝蓋也跟著著地呈跪姿或趴姿。
  4. 往前翻滾一兩圈才停止。

如果很不幸的是後面三者,疼痛程度會依據不同舖面材質而各異。

根據許多人的經驗發現,跌在鬆散材質的舖面 (例如:沙、木屑、礫石) 會比跌在橡膠材質舖面來得不痛,這是因為掉落在鬆散材質上會產生較大的變形或移位,而能吸收衝擊能量,再加上變形過程中產生更多的緩衝點也利於衝擊動能的吸收,這也是為什麼我們一直不斷推行鬆散材質舖面的原因之一。

圖/pixabay

走訪過許多公園的人可能也會發現,有些磨石子或不鏽鋼材的筆直型滑梯比較不會讓人飛出去,可能原因有這幾種:

  1. 斜度不大 (滑梯角度較平緩)。
  2. 摩擦力較大 (滑梯較不滑)。
  3. 滑出段較長。
  4. 滑出段終點高度趨近於零 (出口端貼地或幾乎貼地)。

當孩子在溜前面兩種滑梯時可能會跟你抱怨「滑梯不滑」、「滑梯根本溜不動」,因此我們可以得知滑梯在設計上若是斜度過緩、表面不夠光滑,就會變成一個溜不動、不有趣的滑梯。

關於第三點在文章前面已經有提過,如果滑出段夠長的話,會使滑下的人停住;反之如果過短,例如低於法規要求的28公分,在設計上會有很大的瑕疵,導致使用者溜下時沒有足夠的反應時間而衝出滑梯,使得發生意外的可能性相對升高。

對於最後一點大家可能就產生了疑惑:

既然滑梯出口的高度落差會讓人有蹬屁股的可能,那為何還要這樣設計呢 (為何滑出段要有終點高度呢) ?

這裡要談到「遊戲場設備規範」,很多人以為,滑梯的出口與地面有落差,是「設計不良」而會造成危險。其實並非如此,在遊戲場的安全規範中,滑梯的出口必須留有高度,目的在讓溜下來的人可以雙腳著地起身,以便能加速離開滑梯出口,才不至於被後方溜下的人撞上。此法規中提到:滑梯高度若是在122公分以下,滑出段終點高度距離防護舖面需小於28公分;滑梯高度若是大於122公分,滑出段終點高度距離防護舖面需18~38公分。

能平穩溜下滑梯的關鍵是什麼?

丹麥哥本哈根|特公盟李玉華提供

溜滑梯時先在滑梯頂端入口處坐穩,做好下滑的預備動作及心理準備,開始下滑後軀幹上半部稍微往後傾斜,預期滑動時的衝力,並將雙腿膝蓋繃直、將足踝作足背屈曲(dorsiflexion)的動作,讓腳跟稍微抬離滑梯面,並提前準備著陸,拿捏好著陸的時間。

溜滑梯的過程需要針對環境需求做出適當的動作反應,亦即是動作計劃的能力。

據筆者自身與孩子的經驗來說,溜過幾個非常滑的磨石子滑梯,頭一次滑下來幾乎都是屁股蹬地,但是經過兩三次後就能掌握並習慣速度感,並且習得下滑時身體重心的調整,最終便能雙腳著地成功起身。

北海道國營瀧野鈴蘭丘陵公園的熔岩滑梯。圖/⟪蓉蓉 Enjoys Life⟫提供

溜滑梯很有趣,但安全也同樣重要!值得留意的一點是,不論是大孩子或小小孩,都不建議由大人抱著一起溜滑梯。根據研究顯示,家長將孩子抱在腿上一起溜時,過程中可能會發生孩子的腳被卡住的情形而導致受傷。

當遇上高度大於150公分的滑梯時,不建議讓三歲以下孩童獨自滑溜,陪伴者可協助衡量孩童個別身心能力發展狀態,由較低矮的滑梯開始練習,陪伴在側輔助其姿勢,或是在滑梯出口端等待,以便在發生重心不穩滾落或飛出時能及時接住孩子;大一點的孩子如果擔心害怕可由大人陪伴,適時給予協助與鼓勵,等他準備好了就可以放手讓他自行練習,相信不久他也能掌握其中的訣竅,並且還會創造出自己的各式玩法,享受與風競速的刺激與樂趣。

下次當你又帶著孩子去公園溜滑梯時,請注視著他爬上滑梯,走到滑槽入口,屁股坐穩,調整姿勢,接著深呼吸,咻~準備迎接溜滑梯帶給孩子滿足愉悅的笑聲吧。

台灣新竹|特公盟 授權

*作者介紹:

  • 作者 / 特公盟(還我特色公園行動聯盟)
    為了推廣多元特色的兒童遊戲空間,讓孩子能在專屬自己的空間中長成自己,特公盟這一群認真自學的媽爸及成員,除了把相關的法條和 CNS 國家標準中相關規定研究透徹,還進一步開始解構剖析設計相關各種細節,讓每一位公民參與的親子,都能成為兒童遊戲空間的專家。
  • 葉于莉
    大學化工系畢業後,卻以電腦工程師踏入職場,但仍心繫生物、動物學及化學等領域。成為全職媽媽後,轉而全心投入孩子,一天 24 小時相處下來,發現孩子可以不吃但不能不玩,原來遊戲對其身心發展無比重要,於是加入特公盟一起爭取兒童遊戲權、翻轉兒童遊戲場。

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關於作者

活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。

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