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2021-02-01不只是反作用力和白努力定律找出飄浮玩具的物理原理 614 期

Author 作者張慧貞／彰化師範大學物理系教授，研究興趣為物理概念發展。

自由自在地飛翔，是許多人的夢想，在現實生活中雖然不容易體驗到飛上天的滋味，但卻可以寄情於飄浮玩具。市面上各式各樣的飄浮玩具可以飄浮的原因各是什麼呢？例如飄浮足球或氣球光碟，許多科普文章都以「吹出氣體的反作用力」來解釋其飄浮的原因，事實上真的如此簡單嗎？另一種玩具「吹氣乒乓」，則經常透過「白努力方程（Bernoulli’s equation）」來解釋。果真如此嗎？

本文將仔細探討這些玩具能夠飄浮的原理，透過更多相似的實例，辨別彼此的細微差異，掌握飄浮背後更周詳的原理。

空氣帶你往上跑玩具的飄浮原理大不同

首先，讓我們比較一下飄浮足球與感應飛碟。讀者能否看出兩種玩具所涉及物理機制的不同呢？

兩者的外型與現象有些相似，都是圓盤狀，且可以抵抗地心引力而懸浮。觀察這兩種玩具的操作可以發現它們皆需要通電，通電後有風吹出，表示都含有馬達與風扇。而不同之處在於，飄浮足球需貼近地面或桌面才能懸浮，而感應飛碟則可以遠離下方的接觸面而浮在空中。因此，可推測出兩種玩具所涉及的原理應該是有所區別的。