0

1
0

文字

分享

0
1
0

親子科學 DIY 手作推薦,在家樂趣多——「可爾必思」開心成長手作

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/07/21 ・2243字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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。

相同顏色為一組作用力與反作用力 例如馬拉石頭的力量為Ts,h,同時石頭也會產生Th,s拉住馬。圖/Wikipedia

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。

圖/Wikipedia

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。

上網搜尋 開心成長手作營 還有更多科學玩具可以 DIY 喔。

文章難易度
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
196 篇文章 ・ 300 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

0

8
2

文字

分享

0
8
2
快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

文章難易度

討論功能關閉中。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
196 篇文章 ・ 300 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia