兒童節最佳禮物…廣設蹺蹺板吧
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2016-04-03 02:13 聯合報 高怡宣/陽明大學教授(台北市)


明天就是一年一度的兒童節,親愛的家長們,您是否注意到,蹺蹺板和盪鞦韆就像溜滑梯一樣,正從小學和公園裡消失?

這個現象令人惋息。因為這兩項玩具,不但可增加兒童快樂和回憶,還可以寓教於樂,學到旋轉運動的基本概念,為未來學科學打好基礎。

筆者在教大一普通物理學,第一次上課就會告訴學生,普通物理的學習目標有三個:使用向量、使用微積分、學會旋轉運動。其實,前兩項是數學,真正和物理相關的是第三項:旋轉運動。

旋轉運動在日常生活中,如地球繞著太陽轉、電風扇葉片在轉。旋轉運動可以解釋冰刀選手如何在自轉時愈轉愈快,也可以用來描述電磁波(如光波)如何前進。

面對大一生,我需要找一些和他們生活經驗相關例子,才能解釋旋轉運動的基本概念:力矩和角動量守恆;有了概念,才能進一步學習旋轉運動在物理的應用。對大一生而言,力矩最好的例子是蹺蹺板,角動量守恆最好的例子是盪鞦韆。

小學生就知道,若有一胖一瘦小朋友在玩蹺蹺板,胖子要坐得靠近支點,瘦子要坐得遠離支點。為什麼呢?因為力矩就是重量乘以施力點的距離,胖子比較重,施力點要短一點;瘦子比較輕,施力點要長一點。

盪鞦韆時,若是坐著盪,在高點時將小腿垂下,經過低點時將小腿放平。若是站著盪鞦韆,則在高點時蹲下,經過低點時站起來。由於角動量守恆,在低點時縮短重心到支點的距離,就可以增加鞦韆的速度,讓鞦韆愈盪愈高。

但是從學生們迷惘表情,我發現蹺蹺板和盪鞦韆似乎不存在他們的童年記憶裡。

各位家長們,今年的兒童節陪孩子玩蹺蹺板和盪鞦韆吧!各縣市政府也應該普遍設置這兩項玩具,提升下一代科學的競爭力,這將會是兒童節最佳禮物。
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