關鍵概念
物理學
角度
能量
摩擦力
引言
你玩過迷你高爾夫嗎？ 它可能看起來只是一款有趣的遊戲，但背後卻有很多科學原理！ 在這項有趣的科學活動中，瞭解滾動的、彈跳的迷你高爾夫球背後的物理學——並設計你自己的迷你高爾夫球場。
背景
在大多數迷你高爾夫球場中，從你開始擊球的位置到球洞之間沒有直接路徑。 你通常需要將球繞過、越過或穿過一個或多個障礙物。 你的目標是以儘可能少的擊球次數將球擊入球洞——當所有東西都擋在路上時，這可能會很困難。 實現這一目標的一種方法是將球從牆壁或其他障礙物上彈開。 透過仔細規劃球的路徑，你甚至可以一桿進洞！
支援科學新聞報道
如果你喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。 透過購買訂閱，你正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
如果你仔細觀察球撞擊牆壁，你可能會注意到球撞擊牆壁的角度（稱為入射角）幾乎與球從牆壁彈回的角度（稱為反射角）相同。 由於球的旋轉，可能會有輕微的變化，但是如果你以某個角度將球從牆壁上彈開，它應該以大致相同的角度反彈。 這使你可以繞過障礙物擊球。 你還會注意到，最終你的球會減速並停止。 球滾動時的動能由於與地面的摩擦而逐漸轉化為熱能。
現在你對迷你高爾夫背後的物理學原理有了更多瞭解，你就可以準備好設計自己的球洞了——包括有趣的障礙物！
材料
紙
剪刀
鉛筆
尺子
膠帶
大桌子或櫃檯
小橡膠彈力球
各種堅固、小而重的家用物品，例如食品罐頭、金屬訂書機、一卷膠帶等。 物體應該足夠重，以便球可以從它們身上彈開而不會移動它們。
較大的球，例如網球（可選）
較大的堅固物體（可選）
準備工作
從紙上剪下兩個圓圈。 將一個標記為“開始”，另一個標記為“結束”。 你製作的“結束”圓圈越小，遊戲就越難。
步驟
在開始建造之前，先畫出幾個不同的迷你高爾夫球洞設計草圖。 畫出開始位置、結束位置以及你想要放置在它們之間的任何障礙物。 嘗試至少包括一個阻擋從開始到結束的直接路徑的障礙物。
使用你在背景部分學到的關於入射角和反射角的知識，透過將球從障礙物或牆壁上彈開，在你的設計中仍然有可能一桿進洞嗎？ 使用尺子繪製一系列直線，表示球從開始到結束的路徑。 球必須彈跳多少次才能到達終點位置？
現在，透過組裝障礙物和開始/結束圓圈來建造你的一個迷你高爾夫球洞，並嘗試一下！ 將球放在開始圓圈上，然後滾動它或用手指輕彈它。 你能透過沿著你在紙上繪製的路徑一桿進洞嗎？
如果你沒有一桿進洞，請繼續滾動球，直到你將其滾到“結束”位置。 然後回到起點並再次嘗試。 如果你不斷練習，你能一桿進洞嗎？ 實際路徑與你預測的路徑有多接近？
對你的其他一些設計重複此過程。 其中一些是否比其他更容易？
額外內容：找幾個朋友一起玩，並記錄得分！
額外內容：在地板上用網球或較大的橡膠球嘗試更大版本的遊戲。 使用更重的物體，例如堅固的傢俱或裝滿玩具的塑膠箱作為你的障礙物和牆壁。
額外內容：不要用手滾動球，而是製作你自己的高爾夫球杆。 請參閱下面“更多探索”部分中的連結以獲取說明。
觀察和結果
你可能已經發現，一桿進洞比看起來更難。 在紙上，繪製一些形狀，然後繪製一條線來表示球從開始到結束的路徑可能很容易。 但在實踐中，你必須擔心摩擦力和旋轉球。 你的球不會完美地從障礙物上反彈——它會稍微減速，並且它的旋轉會改變，從而改變其方向。 如果你嘗試設計一個非常複雜的球洞，需要多次彈跳才能一杆從開始到結束，那麼這在現實生活中可能會被證明非常具有挑戰性！ 然而，透過練習，你可能會在一個只需要一兩次彈跳的球洞中一桿進洞。 真正的高爾夫球場設計師必須考慮到這些相同的原則。 他們不希望球場設計太容易——如果一桿進洞總是發生，那就不會那麼令人興奮了。 相反，他們也不希望遊戲對玩家來說太難和令人沮喪，否則就不好玩了。
更多探索 自制運動器材，來自《大眾科學》 我們發誓有理由為球從牆上彈跳建模，來自《連線》 滾動比賽，來自《大眾科學》 兒童 STEM 活動，來自科學夥伴
本活動由科學夥伴合作推出
