魔幻彩虹圈

徐杰

彩虹圈是由一位美國海軍工程師發明出來的。1943年，他與同事在做實驗時，為了研制最佳的強浪抗震零件，選用了彈性極好的彈簧。不曾想，在實驗時，他無意中碰掉了一只彈簧，彈簧借助彈性從架子上慢慢“行走”下來。由此，彈簧的優質彈性得到了這位工程師的注意。他將彈簧帶回家，并讓妻子查看其中存在的奧秘。在研究彈簧彈性奧秘的過程中，他的妻子竟將彈簧變成了一種玩具。這就是最初的“彩虹圈”。

如今，彩虹圈早已成為了風靡全球的“魔幻玩具”。

實驗材料

紙、剪刀、膠水。

制作過程

1.將圖中環形小圈圈剪下來，然后將所有環形紙片黏貼起來。黏貼方法如圖所示，每一片之間互相黏貼（重疊）約一厘米即可。全部黏貼完成如圖，彩虹圈就做成了。

2.為了避免彩虹圈在斜坡上直接滑動，彩虹圈的兩端需要黏上砂紙，以提供較大的摩擦力。為了避免砂紙太重，導致彩虹圈無法翻滾，只要黏上四小片砂紙即可。

3.等膠水干了以后，就可以開始游戲啦！

實驗過程

1.取一塊木板或紙板，擺成斜坡狀，將彩虹圈放在最上方。

2.拿著彩虹圈最上端幾片彈簧，移到木板或紙板上。

3.彩虹圈就開始陸續的翻轉疊到下方的位置。

4.翻轉到最后一片時，最后一片會跨過去，亦即往前（往下）跨一步，接著再帶動彩虹圈繼續翻轉疊過來，如此反復進行，彩虹圈就一邊翻轉一邊“走”下來了。

科學原理

彩虹圈一邊翻轉一邊“走”下來的過程，其實包括兩個過程：一是位于下方的紙片可以將上方紙片的彈簧拉過來；二是上方最后一片紙片會跨過下方紙片而往前（往下）跨一步，繼續帶動彩虹圈的紙片。原因是：1.下方紙片的位能較低，此位能差異提供了上方紙片移動到下方的能量，如同物體會由高處往低處移動的道理。2.上方最后一片紙片，會跨過下方紙片而往前（往下）跨一步，除了上述的位能差異，還有“慣性”的作用。因為最后一片紙片往前移動時，沒有后續紙片的牽引，能自由的運動，因此，當最后一片紙片被拉起翻轉后，慣性使得該紙片繼續往前（往下）運動，往前跨了一步。這也是為什么最后一片紙片黏貼的砂紙不能太重的原因，太重的話就無法被拉起來，更不用說往前跨一步。

同樣的原理，彩虹圈也可以設計為方形或者其他形狀。趕快試一試吧！