【4M】Space Air Engine 空氣科學

4M-
展現STEAM教育的理念：Science、Technology、Engineering、Art、Math。
4M的產品注重於親手操作，不論是組裝機械、自製小飾品、收集材料進行實驗，從操作中獲得跨領域的知識，培養面對問題的勇氣，讓知識得以被實踐。
4M產品設計的基礎，就是要帶給孩子們四種不同心智體驗，激發創造力，引導想像力，啟發知識，感受學習的樂趣。

【4M】Space Air Engine 空氣科學
組裝一台能夠發射氣流的空氣槍，

讓你大顯神威，使物體飄浮在半空中。

七個不同的實驗：漂浮托盤、空氣大砲、吹泡泡機…等等，

讓你學習操縱氣流，一起探索氣流的奧秘！

適合年齡 : 8 歲以上
包裝尺寸 : 約 24 x 22 x 6 cm

請參照英文說明書之圖示。

A. 安全訊息
1.操作本產品時，請務必全程由大人指導協助。
2.本產品適合 8 歲以上兒童。
3.本產品內含細小零件，請盡量遠離 3 歲以下兒童，以免誤用而發生窒息等危險。
4.為防發生電路短路，請勿以任何金屬物品觸碰電池座內的端子。
5.未組裝完成之前，請勿先放入電池。

B. 電池的使用
1.本產品需要使用 2 個 1.5V 4 號電池(未內含)。
2.為達最佳效果，請務必使用全新的電池。
3.安裝電池時，請注意正負極。
4.組裝完成的機器人不使用時，請將電池取出。
5.若電池電力耗盡，請立即更換，以免造成產品損壞。
6.若充電電池電力耗盡，請務必取出之後，在大人指導下另行充電。
7.請務必檢查電池座內部的端子是否發生短路。
8.切勿對非充電電池充電。
9.新電池和用過的電池切勿混在㇐起使用。
10.切勿把鹼性電池、碳鋅電池、充電電池混在㇐起使用。

C. 內容物
A.空氣槍外蓋
B.空氣槍主體
C.氣流閥
D.噴嘴
E.風扇
F.托盤
G.馬達
H.馬達蓋
I.造形外版
J.夜光塗料
K.水彩筆
L.吹管毛刷
M.電池盒蓋
N.泡棉大球 X2
O.泡棉小球
P.電線栓子 X2
Q.螺絲 X7

請自行準備：十字螺絲起子、兩顆 AAA 電池、紙、肥皂水 成品高度約為 13 公分

D. 組裝
1.將馬達裝入主體的馬達槽中。將馬達的電線留在後方，如圖所示。
2.蓋上馬達蓋，同時讓馬達的電線從馬達蓋上的小孔分別穿出。用螺絲鎖緊蓋子。
3.將風扇卡入六角形的馬達旋轉頭上。
4.將空氣槍外蓋安裝到主體上。用螺絲鎖緊。
5.將兩條紅電線前端的金屬部分同時放入㇐個金屬環中，利用電線栓子拴緊。再將黑電線以同樣的方式固定在另㇐個金屬環中。
6.將噴嘴安裝到空氣槍頭上。
7.將氣流閥裝到主體側面。
8.裝入兩顆 AAA 電池，蓋上電池蓋。
9.測試每個部分都可以正常運作，包括開關、氣流閥。 恭喜你，空氣槍已經組裝完成了，接下來可以開始實驗囉！

‧實驗㇐ 漂浮球
將小球放在噴嘴上，打開開關。觀察小球被氣流舉到半空中。試著改變氣流閥，觀察小球的位置是否有所改變。
為什麼？ 
◆馬達轉動風扇，風扇將空氣推出噴嘴。新的空氣從通風口進入空氣槍中，填補被風扇推出的空氣。 
◆轉動氣流閥會改變新空氣進入空氣槍中的速率，影響空氣槍吹出空氣的效率。 
◆吹出的空氣形成㇐道氣流，撞擊小球時對小球產生推力，讓小球可以抵抗重力，往上移動。不過氣流離開噴嘴同時，會逐漸向周圍消散，使力量衰減。離噴嘴越遠，力量越小。當氣流的推力與小球的重力剛好㇐樣的時候，小球就不再移動，穩定停留在空中。 
◆氣流遇到小球時，會沿著小球的表面繞行。如果小球剛好位於氣流的正中間，繞行的氣流會穩定的環抱小球，讓它安靜地固定在中間。 

‧實驗二 操控魔法
執行實驗㇐，待小球穩定飄浮在空中時，將手掌平放在小球上方，上下移動。有沒有看到？小球會被你的手掌影響，改變漂浮的高度。
為什麼？ 
◆當手掌蓋住小球上方時，會減少上段的氣流，使得壓力增大，將小球往下壓。 

‧實驗三 斜向噴射
執行實驗㇐，待小球穩定飄浮在空中時，慢慢傾斜空氣槍。太神奇了！小球還是可以懸浮在空中。試試看，你可以讓空氣槍多斜，還能讓小球不掉下來？
為什麼？ 
◆當空氣槍傾斜的時候，小球會逐漸離開氣流中心。下方的氣流會將小球向上推，讓它還是可以維持在空中。但是如果太過傾斜，當氣流的向上分力再也不能支撐小球的重量時，小球就會掉下來。

‧實驗四 漂浮托盤
將托盤放在噴嘴上，打開氣流。和小球㇐樣，托盤也會漂浮在半空中。試著改變氣流閥，觀察托盤有什麼變化。將小球放到托盤上，看看托盤會有什麼變化。
為什麼？ 
◆托盤跟小球㇐樣，會受到氣流的力量往上浮起。

‧實驗五 空氣大砲
做㇐個平整的紙捲筒，口徑要略大於小球。執行實驗㇐，將捲筒從小球上方慢慢套下。小球會突然往上飛出捲筒。
為什麼？
捲筒會阻止氣流往旁邊消散，可以維持原有的推力，因此將小球推到捲筒上方。 
‧
實驗六 吹泡泡機
將吹管毛刷彎成出㇐個圓環做成泡泡圈。準備㇐點洗碗精加水稀釋，製成簡易的泡泡水。將泡泡圈沾泡泡水後，平放在空氣槍的噴嘴上方，開啟空氣槍。看你能利用空氣槍吹出多大的泡泡。
為什麼？
空氣槍吹出的空氣，穿過泡泡環上的泡泡水薄膜時，會被薄膜包起來，形成㇐連串的泡泡。 

‧實驗七 裝飾你的泡泡槍
你可以小球或是造型外板上塗上㇐層夜光漆。(注意不要塗太厚，夜光漆也有重量，如果塗得太厚，會使小球變重，讓它難以漂浮。你也可以用點點的方式取代大片的塗層，減少附著的顏料。) 將太空造型外版安裝在空氣槍上，圓洞四周的葉片要向外伸展。 塗上夜光漆的小球或是外板，需要吸收光能才會發光。可以讓他們在燈光下照射㇐下子，再移到黑暗的環境中。有沒有看到外板上的太空人正朝著月亮前進！ 或是換成火山外板，看㇐顆巨石從火山中噴發出來。還可以變成什麼？自己創造吧！

E. 操作
‧如果空氣槍無法運作：
檢查電池是否安裝正確，注意電池的正負極。
換新電池再試㇐次。
‧如果氣流太微弱：
檢查馬達蓋、外蓋是否都有鎖緊，有沒有漏氣的情形發生。
在平滑桌面上，空氣槍可能會因為震動而滑動。試著在空氣槍下方墊軟墊或書。

F. 小常識
1.以上的實驗都是利用白努力定律運作的。這是㇐位瑞士的數學家，丹尼。白努力於1738 年提出的。這個定律告訴我們，流速越快的氣體，產生的氣壓越小。
2.白努力定律也解釋了飛機飛行的原理。機翼的上下面曲度不㇐樣，氣流繞行機翼時，上方的氣流比較快，下方比較慢，所以下面的氣壓比上面大，因此可以抬起沉重的飛機。
3.試著吹兩個氣球，用線掛起來，兩球之間留㇐個小縫。如果你朝這個小縫吹氣，你會看見兩顆氣球靠攏，這就是白努力定律的應用。
4.不論是汽車還是飛機，工程師在設計製造時，都需要測試他們在移動時可能受到的氣壓。這時候他們會將汽車或飛機的零件放在㇐個巨大的隧道中，隧道的㇐頭有㇐個巨大的風扇，這個隧道叫做風洞。
5.帆船跟飛機㇐樣，都是利用白努力定律的產物。
6.室內的跳傘中心，利用相同的原理，地下的大風扇吹出強力氣流，把人抬到空中。
7.空氣是由非常多微小的粒子所構成，這些粒子叫做分子，由兩個以上的原子組合而成。㇐把空氣中就有遠超過百萬個分子在裏頭。
8.氣壓，就是由這百萬個分子撞擊物體表面所產生的。

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