本文由 可爾必思 委託,泛科學企劃執行。
暑假快過一半!家長們除了帶孩子們出門,也可以在家防疫,同時進行親子手作。親子DIY手作有許多好處,在 DIY 的過程中,可以鍛鍊孩子不同方面的能力。
「可爾必思」在這個假期推出開心成長手作營,完全符合 Steam 教育。Steam 教育是整合科學(Science)、科技(Technology)、工程(Engineering)、藝術(Art)、數學(Mathematics),將各領域的知識相結合應用,更延伸出許多科學玩具,讓孩子在親子手作玩具的過程中,了解科學相關的知識並培養解決真實世界問題的能力。
想要讓孩子把科學學好,最好的方法就是讓他們從學中做、做中學,讓他們在做玩具的過程中愛上科學!從生活中有許多科學原理,例如冰塊遇熱會融化、為何東西從往上拋沒多久就會往下掉等有趣小事,讓小孩知道科學與我們生活息息相關。
本支影片將介紹兩個 DIY 手作科學玩具,讓大家從親手實作中學習「作用力與反作用力」以及「浮力與密度」。
牛頓作用力與反作用力原理
氣球衝衝車以牛頓作用力與反作用力的原理(又稱為牛頓第三運動定律)去設計,一物體受外力作用時,必產生一反作用力,作用力與反作用力大小相等,方向相反。
牛頓認為:「當 A 物體施一力作用於 B 物體時,B 物體將同時施一力於 A 物體,此二力互為『作用力與反作用力』。」
應用在生活中舉例,「當你用手打桌子時,同時你的手也在被桌子打」,因為桌子的反作用力會回到手上,當你施力越大,你的手就會更痛;「人在地面上行走時,腳向地面施力,地面會給予腳反作用力,這樣人就得以前進」。這些都是作用力與反作用力喔!
在本支影片中,氣球衝衝車之所以會動,就是將氣體吹入氣球後,當氣球被放開時,氣球會釋放出大量氣體,此時強力噴出的氣體會對氣球產生反作用力,而這作用力會使氣球後退,衝衝車就會因此向前進。
- 手作氣球衝衝車:
使用材料:「可爾必思」開心成長盒 3 個、吸管三支、美工刀、剪刀、膠帶或雙面膠、寶特瓶蓋一個、小氣球一個。
詳細DIY說明與活動:請點連結
向上浮力和密度
大家有思考過為何船能在水上漂嗎?船的密度本來是大於水的密度,但是只要把船做成空心的(空氣的密度比水輕),船的平均密度就會小於水,再將船放到水中就可以浮在水面上了。此時,浮力等於重力。浮力原理又稱為阿基米德原理!
阿基米德是誰呢?根據普魯塔克所撰寫的《希臘羅馬名人傳》,他是以一人之姿堅守敘拉古城的名將。但他守城的方法跟其他人不太一樣,別人是排兵布陣,阿基米德則是建造了一些奇怪的機械或裝置,例如就曾出現阿基米德運用光反射,用太陽光燒毀了敵人船艦。
而阿基米德原理,指得是物體放到水中後,水面會變高,物體的重量會減輕,而減輕的重量,正好就是那段水面變化的水的重量,或是寫成 F浮力= ρ流體×g×V排開流體。
這裡有一個有趣的事情是,阿基米德在思考浮力的時候,可以簡化成一塊水能撐起多少重量,有點類似樂高積木,抽出了其中一塊後,問你缺的那個地方能撐起多重的物體,應該能直覺地說,就是那塊積木的重量。這也是為什麼密度大於液體的物質會是沉體,小於的會是浮體的原因。
阿基米德原理背後的故事大部分人都知道,就是他洗澡的時候發現了這個原理,然後在街上裸奔,但這件事情其實是後人杜撰的,被放羅馬的工程教科書《建築十書》中,而這個故事被拿來激勵後來從事工程研究的人,告訴他們只要細心觀察,生活中都是科學知識。
在理解完「浮力與密度」的原理故事後,再去依據影片中的教學進行漂浮船的手作,會更加有趣!也可以試試在小船上放入一些小東西看看浮力與密度的神奇唷。
- 手作動力漂浮船
使用材料:「可爾必思」開心成長空盒 3 個、剪刀、美工刀、雙面膠、膠帶、免洗竹筷 2 支、彩色筆、小橡皮筋 2 條(直徑約 3cm)、大橡皮筋 1 條(直徑約 5cm)
詳細DIY說明與活動:請點連結
這次來賓媽媽和小孩都很開心能實際參與「 可爾必思」的手作,原來家中資源回收的廢物也能做成科學玩具,跟孩子一起動動腦、動動手,增進親子之間的感情。
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