平衡鳥(niǎo)能以尖尖的嘴巴停在一個(gè)尖塔上,而且不論怎么碰它,旋轉(zhuǎn)它,雖然它會(huì)搖搖晃晃,但仍然可以穩(wěn)穩(wěn)地停著,這情景會(huì)讓孩子感到不可思議:一只大鳥(niǎo)怎么可能只以尖嘴停在一個(gè)點(diǎn)上?它是否也能停在其他地方呢?讓孩子試試,把鳥(niǎo)嘴放在手指上,哇,神奇的平衡鳥(niǎo)真的立在孩子的手指上了!
平衡鳥(niǎo)怎么維持平衡?
為什么會(huì)這樣呢?仔細(xì)觀察,原來(lái)平衡鳥(niǎo)的雙翼末端加了重物,使得重心維持在雙翼之間,也就是鳥(niǎo)嘴的位置,所以只靠尖尖的鳥(niǎo)嘴就能將整只鳥(niǎo)支撐住。如果在平衡鳥(niǎo)身上加放油泥會(huì)怎樣呢?它還能以尖嘴立在一個(gè)點(diǎn)上嗎?捏一塊油泥放在鳥(niǎo)尾,平衡鳥(niǎo)向后倒了;若把油泥移到其中一只翅膀上,整只鳥(niǎo)可能呈現(xiàn)翅膀一邊高一邊低的情況,也可能無(wú)法再以一個(gè)點(diǎn)立著,因?yàn)槠渲匦囊岩蛴湍喾胖玫亩嗌俸臀恢枚淖?,只有再調(diào)整油泥的量和位置直到重心重新回到鳥(niǎo)嘴時(shí),平衡鳥(niǎo)才能再次以尖尖的嘴巴停在一個(gè)點(diǎn)上。
用毛根制作平衡鳥(niǎo)
把毛根彎折成像鳥(niǎo)展翅的樣子,可以立在細(xì)線上嗎?答案是不行的,因?yàn)榇藭r(shí)毛根的重心位置太高了,沒(méi)有辦法維持平衡。如果將兩端向下彎曲,使重心降低,這樣就能以一個(gè)點(diǎn)立在細(xì)線上。毛根兩邊張開(kāi)的角度越大,穩(wěn)定性就越高。毛根彎曲后,也可以在兩邊加油泥等重物,只要適當(dāng)調(diào)整角度,縱使重量不同,還是能保持平衡。此外,如果把「△」部分扭成「|」字形,再將毛根兩端往下彎曲,同樣也能立在一個(gè)點(diǎn)上。
走鋼索的科學(xué)小超人
同理,怎樣讓小超人紙偶立在細(xì)線上?徒手嘗試怎么也不會(huì)成功,因?yàn)榧埮嫉闹匦拇蠹s在身體的中段,而紙偶被用來(lái)立在細(xì)線上的點(diǎn)并不是它的重心,紙偶當(dāng)然會(huì)倒。要讓紙偶以一個(gè)點(diǎn)站立的唯一方式是改變重心。怎樣改變重心呢?答案是在紙偶下方增加重物。當(dāng)我們?cè)诩埮汲碌膬啥朔謩e夾燕尾夾或粘油泥時(shí),紙偶就能以一個(gè)點(diǎn)立在棉線上,如果會(huì)傾斜,就調(diào)整兩邊油泥的量。
如果紙偶能以一個(gè)點(diǎn)立在棉線,是不是也能以一個(gè)點(diǎn)立在手指上呢?紙偶下方要加多少重物才能以一個(gè)點(diǎn)立在棉線上?
這個(gè)嘗試過(guò)程非常有趣,也非常吸引孩子。其原理十分簡(jiǎn)單:小超人紙偶因?yàn)橹匦奶?,所以無(wú)法站立在棉線上;下方加了重物的紙偶,因?yàn)橹匦慕档土?,所以可以穩(wěn)穩(wěn)地站立在棉線上或手指上。
什么是重心?
重心是物體各部分重力的集中點(diǎn),以重心當(dāng)支點(diǎn)時(shí),物體會(huì)呈現(xiàn)平衡的狀態(tài)。怎樣讓孩子理解什么是重心呢?以尺為例,讓孩子試著以一只手指撐著尺,尋找會(huì)讓尺平衡的點(diǎn)(位置),告訴孩子,該支撐點(diǎn)就是重心。一般來(lái)說(shuō),物體的重心越低,越穩(wěn)固,因此上重下輕的物體很難站得穩(wěn),而上輕下重的物體不容易推倒。真的嗎?讓孩子做一個(gè)小實(shí)驗(yàn),拿兩塊同樣大小的長(zhǎng)方形積木,一塊直立,一塊橫放,試推看看,哪一塊積木比較不容易被推倒?為什么?因?yàn)殚L(zhǎng)方形積木的重量平均分布,重心在中間,直立時(shí)重心高,所以容易被推倒;平放時(shí),重心降低,所以不容易被推倒。
不倒翁不倒的原理
不倒翁的重量都集中在下方,是一種上輕下重的物體,所以用各種方法推它,都不會(huì)倒。讓孩子以塑料蛋殼和油泥做一個(gè)不倒翁,這時(shí)候,孩子應(yīng)該很清楚油泥應(yīng)該固定在哪里了,因?yàn)樗麄円呀?jīng)知道:重量集中在物體的下方,重心會(huì)下降,物體就可以立得穩(wěn)。
家長(zhǎng)還可以利用身邊常見(jiàn)的小東西跟孩子玩重心和平衡關(guān)系的游戲,例如牙簽、可彎吸管和油泥。做法如下:
?將可彎吸管從彎曲處彎折后,將吸管多余的部分剪掉,使吸管彎曲的兩邊等長(zhǎng),然后將牙簽穿過(guò)彎曲部分的中點(diǎn);
?調(diào)整牙簽上下部分的長(zhǎng)度,我們可以發(fā)現(xiàn),此時(shí)吸管就能以牙簽尖端立在一個(gè)點(diǎn)上;
?再調(diào)整吸管張開(kāi)的角度,此時(shí)吸管仍能以一個(gè)點(diǎn)立著,轉(zhuǎn)動(dòng)或晃動(dòng)吸管,它仍能以一個(gè)點(diǎn)保持平衡。另外,也可以在吸管兩端加上油泥作為重物,因重心降低,故更容易平衡。整體而言,吸管兩邊張開(kāi)的角度越大,其穩(wěn)定性就越大;牙簽上半部越長(zhǎng)、下半部越短,越容易平衡。
日常生活中,很多看似不起眼的素材,往往是許多科學(xué)游戲的好材料,而創(chuàng)意則總是隱藏在各種“巧思”中。孩子豐富的創(chuàng)意往往令大人們驚異,在進(jìn)行游戲時(shí),請(qǐng)家長(zhǎng)一定要給孩子思考、展現(xiàn)創(chuàng)意的空間哦!