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轉圈圈繞圈圈~捲線吹與吹線象

『再用力一點!持續久一點…..』彩色的線不斷上升,居然繞起圈圈!看似簡單的玩具,竟能讓線一直繞圈圈…

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2017-03-15 13:29:58 最後編修
2017-03-15 13:23:55 By zfang
 

這是很久以前寫的文章,當時是用白努力去解釋,後來才知道~用康達效應(維基連結)解釋才合理。

康達(康德)效應(Coanda Effect),亦稱附壁作用或柯恩達效應。流體(水流或氣流)有離開本來的流動方向,改為隨著凸出的物體表面流動的傾向。當流體與它流過的物體表面之間存在表面摩擦時,流體的流速會減慢。只要物體表面的曲率不是太大,依據流體力學中的文丘里效應(公式推導用伯努利定律),流速的加快會導致流體被吸附在物體表面上流動。

*******

準備領域研習的科學玩具時,在玩具堆中看到這個玩具煙斗,還有一條彩色棉線穿過…….帶到學校,『這個怎麼玩?』恰好看到班上田徑隊的學生來了:『宏開,你來研究吧!』

怎麼玩?像煙斗的造型,不是吸就是吹~用力吹,線飄起來了!
『再用力一點!持續久一點…..』彩色的線不斷上升,居然繞起圈圈!看似簡單的玩具,竟能讓線一直繞圈圈…..
『再吹久一點~我要拍照…….』

幾分鐘後,宏開投降了:『老師,吹這個很累的啦!』他吹到臉脹紅。咦,不是田徑隊的嗎?嗯~用這個來訓練『肺活量』 應該不錯。

手上就有二種版本,其中之一是煙斗造型,一條線捲穿過煙斗頭尾,用力吹時,線會被吹起來。線本身是五彩顏色,觀察顏色就可會發現線其實也往上跑,再用力久一點,會看到線捲在煙斗中繞圈圈……

小蒨在家看到也想玩,吹~好好玩,但不小心把繩子拉斷了。
『怎麼將線再穿回小小的洞?』用擠的?拿根針幫忙?都不用。將線頭穿入下方孔洞一點點,然後用力一吹,線就上升~自己穿過去了!

拆一個研究構造~

這是白努力康達效應吧,只是以前提到白努力康達效應的活動,多是用吸管,一吹水便被夾帶出去變成噴霧器。而這個,吹氣後有二個出氣口,一端小一端大,開口大且距離長,可以有較高的速度,吹的氣流經吹管往上,造成上下壓力差,於是將線吸引起來!

 

我還有大象版,去年雅玲送我的。(第一次看到這個小玩意,就是在王大胖的部落格吹線象,他收集許多的科學玩具,原理也解析地相當詳盡。)

很簡單,應該可以DIY。找來小蒨的藥水瓶加個吸管作為煙斗,再與五金行注射矽膠的尖尖管子組合,看起來像吧?

用力吹,只見藥瓶中充滿水氣水滴,棉線上不來。
原來是管口不夠圓滑,摩擦力太大,卡住了,如果讓棉線升得順一些就好了。
再用力吹,線已經有飄起來了,離商品的轉圈圈還差好幾步……推測幾個可能原因,可以再去探討:內部尖管長短、吸管粗吸、上下孔洞的比例、瓶子本身體積……

(後來才知道~早已有用吸管做的簡易版,我的做法太複雜啦!)

附註:我的解說一向都是兒童版,王大胖於2008/09/16 吹線象相 片中有相當詳細的原理說明(看他的回覆內容,常常可以得到不輸給文章內容的精彩收穫),就直接引用了:『它的線會轉動是因為強勁的風灌進去吹線象身體中的 空腔時,氣流有兩個出口,一個是從鼻子延伸到尾部的大孔洞(這個象鼻管子的管壁沒有漏洞),另一個是在象尾的小洞。吹氣的時候可以發現兩處皆有氣流溢出, 但因為設計的關係,所以氣流強度則以象鼻處較強,象尾處較弱。』由於象鼻管內的氣流較快,再加上使用時是連續吹氣,使得象體內部的壓力較大,很輕的線因此 而被氣流牽引出來。『如果真的想用來解釋白努力定律,是比較難說得過去。』王大胖建議:『用一支挖個方形小洞的吸管和一個線圈所做出來的成品會比較容易合 理解釋。』(怎麼做?很好奇,他只有文字描述,拭目以待…)

 

分類:科學小玩意 2009/04/04 08:35

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