STEAM x 足迹：鐘擺與旋轉
【明報專訊】Tyler早前參加PMQ「Yes! Kids Can 敢創教育節」的〈藝術×物理——旋轉畫和鐘擺畫〉工作坊，完成了多幅作品，有趣的共通點是——不需要用手拿畫筆去畫！這是怎樣做的呢？原來跟伽利略發現的科學原理有關。
「畫」出「牛角包」！
■1 鐘擺效應
這幅作品(版面中央)像海螺又像牛角包，看來複雜，原來Tyler只用上紙杯、膠杯、棉繩等工具創作。
導師先預備一個裝置，棉繩一邊繫上支架，另一邊懸吊一個底部開洞的膠水杯，畫紙置下方。Tyler將膠水杯拿向一旁，以1:1的稀釋廣告彩(即同等分量的廣告彩及水混和)倒進同樣底部有小洞的圓錐形紙杯，再將它套進膠水杯，然後放手，看看會發生什麼事？
大家知道「鐘擺」嗎？當你嘗試懸掛物件時，它會左、右、左、右的來回擺動，想一想電視劇的「催眠」情節，催眠師拿着左右晃動的陀表，這就是「鐘擺」的現象了！
■原理
來回擺動
規律一致
工作坊導師姜立如(Candice姐姐)說：「鐘擺原理指，無論用多大力道擺動它、不管擺動幅度是大或小、物件(如所載的顏料)輕重，它來回晃動、每次擺動所需的規律、時間都是一樣的。」任何人用這方式畫畫，完成品都會相近呢！(圖c)
前衛風格畫作！
■2 圓周運動
工作坊預先設置插上電源的電動轉盤，Tyler先在轉盤放上配合轉盤大小的圓形畫紙，然後隨意將顏料倒在畫紙上。
Candice姐姐說：「轉盤高速旋轉時，顏料會產生向心力，停下時因『力』的問題導致顏料向外濺。」原來Tyler嘗試以洗沙律菜的轉動洗菜器製作作品，他曾在圓形畫紙中間點出一條穿過圓心的「顏料線」。但攪動旋轉後驚訝地發現，畫紙上的「顏料線」竟然沒有變化。
原來一切與「力」有關。大家有留意到利用旋轉完成的作品中，顏料似乎都向圓心靠向，並呈現放射式的模式嗎？這正是向心力的緣故。
向心力與放射效果
■原理
一張圓形畫紙在高速旋轉時，會因其圓形形狀而進行「圓周運動」，圓周運動在旋轉過程中，會產生「向心力」，即是指向圓心加速的力量，旋轉時顏料因為向心力而向圓心聚攏，但當旋轉停止，沒有外力施加時，就會失去向心力，顏料會以直線的軌迹四濺，就是這個原理，Tyler製作出具爆炸感的畫作呢！
■提提你
所有圓形、曲線的運動都會產生向心力呢！(圖d)
力學是什麼？
力，是自古以來不少人都有興趣研究的課題，而且當中蘊藏不少知識，在物理學中，就有以力學為主的研究範圍。力學的理論複雜，當中又分古典力學和量子力學，這次提及的向心力屬於古典力學。
力學中，不能不認識牛頓運動定律，因為它是發展古典力學的基礎理論。牛頓運動定律是由著名英國科學家牛頓(Sir Issac Newton，1642—1727)提出，共有3條定律，分別是牛頓第一運動定律、牛頓第二運動定律及牛頓第三運動定律，不少力學原理，都是以此三項運動定律為基礎呢！
■Tyler小感想
Tyler覺得不拿畫筆畫畫的方法「很特別」，他尤其喜歡根據鐘擺效應完成的作品，他說：「因為我覺得完成後的作品很漂亮。」他曾在家中畫畫，從前都會先用鉛筆起稿，但這次直接塗顏料，不用起稿，就可「將顏料旋轉出畫」，是一次特別的經驗呢！
■觀察小事物
啟發科學原理
著名意大利物理及天文學家伽利略(Galilei Galileo，1564-1642)，在教堂參加禮拜時，留意教堂一盞懸掛的銅燈在來回擺動，起初擺動的幅度很大，後來慢慢變小，雖然幅度有變化，可是來回擺動的時間卻一樣，當時還未有時鐘，伽利略是以自己脈搏規律的跳動來觀察的呢！
■關鍵詞
鐘擺效應 Pendulum Effect
向心力 centripetal force
放射radiation
牛頓運動定律 Newton's Laws of Motion
文：大海
圖：大海、資料圖片
[常識學堂 第154期]
