文／許良榮

地球有地心引力，按照重力理論來說，物品應該會由上往下掉，但這次許叔叔要教小朋友玩的懸浮轉子，套在直立木棍上的墊圈不但不會往下掉，還會一直旋轉喔！很神奇吧？

所需器材：

細木棍、馬達、電池、可變電阻、熱熔膠、束帶、墊圈或吸管。

過程現象：

一、取一個小馬達，在前端的旋轉軸以熱熔膠黏上一個螺帽（如圖一）。注意：螺帽必須是傾斜的，以便形成不平衡的轉動。

二、以二條束帶將小馬達固定在直立的細木棍上（直徑約零點三公分，長度約五十公分），然後接上電池以及可變電阻。完成後如圖二。電路接線圖則如圖四。

三、打開電源，並調整可變電阻，讓馬達轉動。由於馬達黏上螺帽，產生不平衡的轉動，會帶動細木棍產生振動，然後將金屬墊圈（或一小段吸管）放進細木棍的上端，金屬墊圈會隨著細木棍的振動而轉動（如圖三）。

四、調整可變電阻，改變馬達的轉速，細木棍的振動也會隨之改變。當馬達在適當的轉速時，金屬墊圈會停留在圓木棍上一直轉動，不會掉下來，有時甚至還會往上跑喔！另一方面，也可以放進二個，甚至三個、四個墊圈，也都不會掉下來喔！

原理：

墊圈會在圓木棍上轉動而不會掉下來，甚至往上跑，是因為木棍由馬達的帶動而振動，此情形就如同我們搖呼拉圈一樣，身體的轉動帶動呼啦圈旋轉而不會掉下來。

由於馬達的旋轉軸黏貼了螺帽，而且螺帽是以傾斜的方式黏貼，目的在使馬達的旋轉為「偏心旋轉」，此種非對稱的不平衡轉動會產生振動，繼之帶動木棍振動，進而使墊圈旋轉。

仔細觀察，可以發現木棍的振動會形成如圖五的振動，有如波浪狀，而且會產生「駐波」的形狀，中間有數個「節點」，亦即形成一種規律性的振動，因此可以使得墊圈穩定旋轉。提醒大家，木棍的振動是否會形成駐波，和螺帽重量、馬達轉速以及木棍粗細都有關係，不是必然都會形成駐波喔！

叮嚀的話

一、圓木棍愈細愈容易產生振動，比較容易成功。木棍直立時，必須將底部牢牢固定，不可鬆動。

二、挑選了細的圓木棍，如果墊圈還是會掉下來，無法成功，通常是振動幅度太小的緣故，建議換較大（較重）的螺帽，以便產生較大的振動。除了螺帽，墊圈的大小也會影響，因此建議最好準備不同尺寸的墊圈或螺帽，逐一替換試驗。

三、馬達的轉速不是愈快就易能使木棍產生駐波。所以操作時，必須調整馬達轉速，仔細觀察木棍是否產生駐波（通常木棍愈細愈容易觀察到駐波），確定有駐波之後，才放進墊圈。