[研習]綠木作系列 – 手削陀螺
綠木是材料最接近自然狀態的樣子,希望透過綠木作課程,認識「生木/綠木」的特性,並學習安全地收集和選擇合適的木材,增加教師的木藝教學素養及工藝能力,透過動手實作掌握木工基本功並與增加創造力,帶入永續與環保意識,體會自己與自然的親近度,並探索木材循環應用及資源永續的可能性。
進入課程前先認識生木/綠木 (Green Wood)。
課前收集多種樹枝,可透過五感體驗觀察及認識各種樹枝的不同,尤其是觸感,透過觸感尋找並記憶合適的木材。
進入手作,在材料的選擇上,應先注意
1.有汁液的木材: 會黏黏的,可能導致工具使用後不易清潔保養,手部也亦有不舒適的感覺。 例如:榕樹、茄苳(單寧酸含量高)、二葉松等。
2.具毒性的木材: 毒性通常存在於葉子或果實中,需清楚毒性部位 。
3.易過敏的木材: 部分漆樹科木材(如鹽膚木、芒果樹等)不建議使用 。
此次手削陀螺課程使用的是櫻木及櫸木,尺寸建議為手握住不費力的寬度(約2-3指寬,約3公分)且約2個拳頭長度(約15-20公分),此長度樹枝才有空間讓手握住,增加手削時的舒適度及安全。設定的對象為初學者,因此練習的主要技巧為長削法及短削法。
進入陀螺製作前,先練習長削法,先削去木材外皮,再以長削法,將木材削成陀螺柄 。
削陀螺身體前,可使用工具輔助或目測畫線,找出陀螺底部的圓心。
接著練習短削法,削出陀螺底部的尖端 。
削出底部後,含底部大約2.5公分長處,將陀螺身體鋸下,找出中心進行鑽孔並膠合陀螺柄。
討論:
1.陀螺柄太長 –> 建議鋸短,保留手指可轉動長度,柄太長會導致陀螺轉不起來。
為什麼柄太長會轉不起來?基於物理學原理,陀螺穩定性與力矩 (Torque) 和慣性 (Inertia)有關。
a. 旋轉慣量 (Rotational Inertia / 轉動慣量):
◆ 陀螺的「柄」(即旋轉軸)如果太長,會使整個物體的質量分佈遠離主旋轉體(陀螺身體),增加了整個系統的轉動慣量 。
◆ 在相同的施加力下,轉動慣量越大,產生的角加速度就越小,導致陀螺很難達到足夠的轉速 。
b. 力矩與操控性 (Torque and Control):
◆ 在用手或繩子啟動陀螺時,過長的柄使得施力點(手握或繩繞處)距離陀螺的主體質量中心更遠。這會導致施加在陀螺上的力矩效率降低,更難以給予陀螺主體一個快速、穩定的初始轉速。
c. 穩定性 (Stability):
◆ 陀螺的穩定性主要靠其高速旋轉產生的角動量來維持。
◆ 柄太長會使陀螺的重心位置改變,使得陀螺在旋轉時更容易晃動(章動),並且難以達到維持穩定所需的高轉速,因此「會轉不起來」或穩定性變差 。
2. 陀螺底部的尖端(陀螺腳)與陀螺的轉動關係?
接觸點尺寸及位置主要影響摩擦力和穩定性。
a. 減少摩擦力 (Friction Reduction)
◆ 陀螺在地面上旋轉時,底部的尖端是它與地面唯一的接觸點,尖銳的底部可以極大地減少與地面的接觸面積,從而最小化旋轉時產生的摩擦力矩 (Torque due to Friction) 。
◆ 摩擦力矩越小,陀螺的角動量衰減得越慢,就能轉得更久。
b. 影響穩定性 (Stability)
◆ 支點作用: 尖端作為陀螺旋轉時的支點,其形狀會影響陀螺在高速旋轉時的晃動行為。對稱的尖點,可確保旋轉軸線通過這個支點,而保持良好的動態平衡。

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