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　  

解答：以杯取珠

　　秘訣在於利用旋轉的力量。將高腳杯的杯口蓋住玻璃珠之後，開始旋轉，讓玻璃珠在高腳杯內旋轉。旋轉得越快，玻璃珠就會沿著杯緣上升。

　　持續旋轉高腳杯，讓玻璃珠在杯子內旋轉，再慢慢的將高腳杯倒立過來（注意：倒立過程必須持續旋轉高腳杯），玻璃珠會保持在高腳杯內旋轉，不會掉出來。倒立過來後，停止旋轉，就能成功的將玻璃珠放在高腳杯裡了。

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※原理：

　　為什麼杯子旋轉玻璃珠時，玻璃珠會往上跑？

　　原理如下圖，當玻璃珠在杯子內旋轉時，杯壁給予玻璃珠一作用力F（紅色箭頭），方向為垂直於杯壁並略朝上（因為杯壁是斜的）。作用力F可分解為二作用力（綠色箭頭），一為指向玻璃杯中心（圓周運動中心）的f1，一為略為朝上的f2（f1與f2互相垂直）。f１為使玻璃珠進行圓周運動的向心力；而分力f2方向朝上，可以抵抗朝下的重力（玻璃杯的重量）。

　　如果旋轉速度增加，會使向心力f1增加（旋轉半徑會增加），同時f2也增加，玻璃珠就會往杯子上緣爬升了。如果杯子是垂直而不是斜的（例如平整的平口杯），則沒有f2分力，玻璃珠只會沿著杯壁旋轉而不會上升，因此這個科學玩具必須用窄口杯（杯口小於杯肚）才能成功喔。