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2011/02/07

也許我們可以在捷運作物理實驗








2011-02-07 22:43 貼出
本文及圖片版權沒有,歡迎使用。

1996 年,台北第一條捷運通車時,我還是大學生,不過我不常搭捷運,但是對現在的學生來說,捷運是生活的一部分,彷彿他們一出生就有了捷運 (抱歉,離題了)。

最近搭捷運,想到一個點子,如果可以製作一項簡單的教具 (如單擺,請見下圖),可以簡單的說明重力與加速度作用在重物的結果。


為什麼我會建議在捷運上做?因為捷運車輛的起步加速很明顯而且時間夠長,比公車或是其他一般車輛明顯。也有不少人有這樣的經驗,在捷運起步時,人身體會向後傾斜 (當筆者還是國中生,學到這一段時,課本用的例子是搭公車,那是因為當時捷運還沒完成),若有機會有這樣的簡易裝置,或許可以讓學生學物理時,腦中有更多的實例。

會有這樣的想法,是因為自己在學物理的過程中,很多都是課本單純的敘述,頂多配上一張圖,但是多數人生活中沒有相關的經驗,腦中並沒有相關的圖像,所以就用力把老師教得東西背下來。若是我們學物理,老師教物理,有更多的時間解講原理,有更多的時間讓多數對物理沒有「感覺」的學生有機會從生活感受到物理原理。當然不是因為物理老師不認真,而是大環境沒有給老師在教學上有足夠的自由度。

年輕的朋友們,下次有機會不妨自製器具,甚至可以加上量角器,看看車輛加速會讓重物呈現什麼角度。也可以配合三角函數算出加速度,然後配合其他方式,例如使用計算車輛經過的距離 (例如站在月台,計算不同車廂經過觀測者正前方所需的時間) 或是用 GPS,然後比較結果的差異。

說明:
1. 這篇從好奇、好玩的角度來看,未來從另一個角度來討論這樣的作法有何優缺點。
2. 中學生若是這樣作,不見得對物理分數有幫助,因為物理考卷的評分方式不包含實作。改天將會寫一篇有關評分方式將會決定以及扼殺人們的創意。這裡的人們不只是學生,也包括大學教師。
3. 明明車輛的加速是向前,但是重物 (或是乘客) 卻是向後?
4. 免責聲明:上述的物理原理可能有錯誤或是與現在的教材不符,或者現在很多物理老師已經將多媒體教材導入到教學中,不再是我當年一堆文字一張圖的情況。本文不具教學意義。若有錯誤,也請不吝指正。
5. 圖片是用 OpenOffice.org Draw 3.3 版所繪製的。