生活中的科學EP17-啄木鳥門鈴

浣熊老師

Nov 27, 2024 • 11 min read

大家好我是浣熊老師，你有觀察過家中的門鈴嗎？門鈴是一種能夠發出聲響的裝置，用於提醒門外有人到訪，以便屋主前去開門。門鈴的款式非常多種，在中國古代，人們會拉動門外的圓環把手，提醒屋內的人前來開門，而在歐洲古代，則是會使用綁有重物的線敲擊門鐘來發出聲響，達到提醒屋主的功能。到了現代，門鈴通常會使用蜂鳴器來發出聲響，有的甚至會裝有話筒與攝影機，讓屋主能夠看到客人的影像並與他們進行對話唷。今天浣熊老師要帶大家使用積木來創造一個啄木鳥門鈴，只要拉動繩子，就可以讓啄木鳥反覆敲擊樹幹來發出聲響唷！

現在就讓浣熊老師一步步教大家如何製作吧！

◆ 組裝步驟

第一步我們要來做出樹幹，需要使用到正方顆粒-483C 棕以及6凹正方顆粒-483C 棕(圖一)，將零件依照圖示組裝在一起，在製作的時候要留意6凹正方顆粒的方向哦(圖二)。

接著同樣需要使用到正方顆粒-483C 棕(圖三)，將它們依照圖示組裝在樹幹的左右兩側以及上方(圖四)。

第二步我們要製作出固定橡皮筋的位置，需要使用到正方顆粒-483C 棕以及短結合鍵(圖五)，依照圖示將短結合鍵安裝在正方顆粒上，再與樹幹進行連接(圖六)。

第三步需要使用到短結合鍵(圖七)，依照圖示將短結合鍵安裝在樹幹的背面(圖八)，以便後續能夠與20×30大底盤進行連接。

第四步我們要製作出啄木鳥，需要使用到正方顆粒-123C 黃、上弦顆粒-123C 黃、下弦顆粒-123C 黃、6凹正方顆粒-123C 黃、三角顆粒-白、以及短結合鍵(圖九)，依照圖示將它們分別組裝成部件A、B、C(圖十)，同樣需要留意6凹正方顆粒的方向。

接著由上到下將部件A、B、C組裝在一起，啄木鳥的身體就完成囉(圖十一)。

第五步我們要連接啄木鳥與樹幹，需要使用到5孔長條、20mm軸扣鍵以及短結合鍵(圖十二)，依照圖示將它們組裝成兩個部件D(圖十三)。

接著依照圖示將部件D的短結合鍵安裝在樹幹上，20mm軸扣鍵則是安裝在啄木鳥上(圖十四)。在確保兩個部件D都安裝完成後，我們可以進行活動測試，確保啄木鳥能夠順利的進行轉動(影片一)。

(影片一)

第六步我們要來安裝橡皮筋，需要使用到橡皮筋以及150mmⅠ軸(圖十五)，首先將橡皮筋套在150mmⅠ軸上，並將150mmⅠ軸穿過啄木鳥身體中的6凹正方顆粒，完成後將150mmⅠ軸抽出，並把橡皮筋的兩端套進左右兩側的短結合鍵上，完成之後橡皮筋的彈力便會自動將啄木鳥的身體拉直了(影片二)。

(影片二)

第七步我們要幫啄木鳥加裝眼睛與翅膀，需要使用到中心眼珠以及三角顆粒-123C 黃(圖十六)，依照圖示將它們安裝在啄木鳥的身體兩側(圖十七)，一隻可愛的啄木鳥就完成囉！

第八步我們要來安裝棉繩，需要使用到棉繩以及短結合鍵(圖十八)，首先依照圖示將棉繩穿過短結合鍵上的孔洞，並預留一小段長度的棉繩(圖十九)。

接著將短結合鍵安裝在啄木鳥身體的前方，並將棉繩的另一端穿過樹幹中間6凹正方顆粒的孔洞(圖二十)，完成棉繩的安裝。

第九步我們要來製作把手，需要使用到5×5孔正方框、5孔長條以及栓扣鍵(圖二一)，首先依照圖示將5×5孔正方框與5孔長條結合，接著將棉繩穿過栓扣鍵上的孔洞，並預留一小段長度的棉繩，最後將栓扣鍵安裝在5孔長條上(圖二二)，完成棉繩的安裝。

第十步我們要來製作樹幹上的葉子，需要使用到正方顆粒-3415C 綠、上弦顆粒-3415C 綠、下弦顆粒-3415C 綠以及短結合鍵(圖二三)，依照圖示將下弦顆粒以外的零件組裝成部件E(圖二四)，完成大、小葉子的製作。

接著依照圖示將下弦顆粒以及部件E安裝在樹幹上(圖二五)，你也可以自行設計葉子的樣式，或是讓樹葉變得更茂密唷。

第十一步我們要來製作連接樹幹以及20×30大底盤的部件，需要使用到5孔長條、3孔長條以及短結合鍵(圖二六)，依照圖示將它們組裝成兩個部件F以及一個部件G(圖二七)。

接著依照圖示分別將部件F以及部件G安裝在20×30大底盤上(圖二八)。

最後依照圖示將樹幹上的五個短結合鍵安裝在部件F以及部件G上(圖二九)，樹幹就會穩固的結合在20×30大底盤上了，在完成安裝後，需要再確保棉繩的位置位於兩個部件F之間，如此一來才能順利地拉動棉繩(圖三十)。

這樣我們就完成啄木鳥門鈴的製作囉，你可以使用結合鍵或是圓棒將整個模型連同20×30大底盤固定在底盤牆上(圖三一)，現在就讓我們一起看看它的操作方式吧！

◆ 模型操作

我們可以反覆向下拉動把手，讓啄木鳥的鳥喙敲擊樹幹產生聲響，產生門鈴的效果。當我們拉動把手的頻率越高時，發出的門鈴聲就會越急促唷(影片三、四)！

(影片三)

(影片四)

◆結語

這次浣熊老師使用了2公分積木來製作啄木鳥門鈴模型，2公分積木包含上弦、下弦、三角等不同的形狀，透過這些形狀的組合，就能夠創作出各式各樣的作品哦，如果對於2公分積木有興趣的話，不訪參考看看#1411玩樂創意積木組以及#1403創客牆-方塊積木組吧，這兩款套組都有著豐富的2公分積木，可以變化出數字、英文、動物等各種不同顏色的造型唷，快來一起盡情創作吧！

今天的分享就到這邊，喜歡這篇文章的話記得幫浣熊老師大力分享出去，我們下次見囉，拜拜！

◆科學原理：

啄木鳥門鈴主要使用到槓桿以及彈力的科學原理，槓桿可大致分為三類(圖三二)，第一類槓桿的支點位於施力點與抗力點中間，具有改變物體的運作方向的特性；第二類槓桿則是抗力點位於施力點與支點中間，具有省力費時的特性；第三類槓桿則是施力點位於抗力點與支點中間，具有費力省時的特性。

啄木鳥門鈴中使用到的是第一類槓桿(支點位於施力點與抗力點中間，且能改變物體的運作方向)。當我們向下拉動棉繩時，會產生一股向前的力拉動槓桿，此時施力臂(紅線)會向前移動，讓鳥喙撞擊到樹幹發出聲響，而抗力臂(藍線)則會向後移動，讓橡皮筋形變儲存彈力；當我們放開棉繩時，形變的橡皮筋會釋放一股向後的彈力拉動槓桿，此時施力臂(紅線)會向後移動，而抗力臂(藍線)則會向前移動，讓啄木鳥回到初始的位置(圖三三)。