國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

科學遊戲實驗室   回首頁   

平衡一線間

將一枚10元硬幣固執的停在名片邊緣上,你做得到嗎?

操作步驟與現象

準備器材:名片紙、硬幣、竹筷

操作過程

取一張名片,對摺後立在桌子上,再將十元硬幣平放在名片夾角處(如圖一)。然後問觀眾:「如果將彎摺的名片緩緩拉直,回復名片原來的形狀,銅板還會停留在名片上嗎?」。邀請一位觀眾實際操作,手握名片兩端,慢慢的往外拉,使夾角變大。結果,當夾角變大成為180度時,硬幣還是穩穩的停留在名片邊緣上喔(如圖二)。

  如同上述名片與銅板的操作,但是銅板換為竹筷(如圖三),驚訝效果更佳。彎摺的名片慢慢拉直後,竹筷還是穩穩的停留在名片上。(圖四)

  上述的科學魔術,也可以改成:比賽誰最快將銅板(或竹筷)放在直立的名片(或紙鈔)上。因為直接將銅板(或竹筷)放在一張名片(紙鈔)上,不見得比較快喔!

實驗操作影片(銅板,5.5M)      實驗操作影片(竹筷,3.6M)

原理

       因為名片和硬幣之間的作用,使得名片移動時,硬幣的重心自然調整。「重心」的重點在於保持平衡,這包含了不移動,而且不轉動。

叮嚀的話

將名片拉直的過程中,名片的邊緣會自動找出硬幣的重心所在,硬幣則可在名片的邊緣上平衡地停留一小段時間。

當你完成了硬幣立在名片邊緣後,你可以再嘗試取一支小木棍,左右手張開各一根手指支持木棍的左右兩端(如下圖),然後兩手向中央慢慢靠近。可以發現木棍一下在右手移動,一下在左手移動,但是絕不會掉下來!木棍好像會「自我調適」在二手的手指上平衡。

這現象也是因為重心的影響。當移動時,其中一隻手指較為靠近重心,摩擦力就比較大而停止移動,換成木棍在另一距離重心較遠的手指上移動。等移動到距離重心更近時,就換另一邊移動,如此反覆直到二手最後移動到木棍的重心位置。