物理就在生活中

科學起源於人類對生活周遭的好奇與需求。人們透過觀察與研究，試圖理解身邊各種現象與變化，進而提出解釋，找出原理，最後應用在實際生活中解決問題、改善環境，讓生活更便利。生活中到處需要物理：早上被手機鬧鐘喚醒、刷牙洗臉、吃早餐、搭捷運或公車上學、用學生證感應打卡……這些場景運用了半導體IC、電磁感應、電流磁效應、牛頓力學、能量轉換等物理原理。物理就在我們的生活中。

腳踏車：生活中的物理教室

有些同學騎腳踏車上學，騎腳踏車也蘊含不少物理原理。腳踏車可能具備變速裝置，有電動輔助，我們先從最基本的變速腳踏車談起。變速腳踏車通常有前後兩組齒盤，前齒盤組多為1～3個齒盤，與腳踏板相連；後齒盤組則為3～10個齒盤，兩者之間透過鏈條傳動。

傳動過程可以簡化為以下四個步驟：（一）腳對踏板施力，對前齒盤組產生力矩。（二）前齒盤組對鏈條施力，將力量傳遞至後齒盤組。（三）鏈條對後齒盤組產生力矩，驅動後輪轉動。（四）後輪與地面接觸，後輪轉動給地面一個摩擦力，其反作用力就是驅動腳踏車往前的力。

這就是日常生活中最直接也最具體的物理應用之一。

學物理的方法：從觀察到分析

觀察、探究、分析與掌握物體的運動，是學習科學最基本的能力。日常生活中的物理現象往往十分複雜，已超出高中物理的範圍，但我們可以先從較簡單的情境開始討論，再逐步進入更複雜的狀況。

以腳踏車的傳動為例，分析腳踏車傳動時，我們要找出分析的系統，這個系統受到哪些力？它的運動狀態是什麼？是靜止、等速度，還是等加速度？是否有轉動？是否存在角加速度？釐清這些問題之後，再用數學的方式來描述它的運動狀態，進一步完成定量分析。這樣的過程，就是從觀察到分析。

10個問題，開啟你的思考力

關於騎腳踏車，能探討哪些物理主題呢？以下這些問題提供你思考：

1.       當腳踩踏板向前推進時，前輪所受地面摩擦力方向為何？後輪所受地面摩擦擦力為何？

2.       腳踏車正在加速時，地面的摩擦力是否對車體作功？

3.       腳踏車加速前進時，鏈條上的張力是否處處相同？

4.       為什麼剎車時建議先煞前輪？

5.       緊急剎車時若產生甩尾或打滑，原因是什麼？

6.       為何下雨天容易打滑？這與摩擦力有什麼關係？

7.       「翹孤輪」是將前輪抬離地面僅靠後輪行進，需要哪些條件才能做到？

8.       為什麼靜止時腳踏車不易平衡，但騎乘時反而比較容易維持平衡？

9.       爬坡時，前齒盤與後齒盤的齒輪比應該大於1還是小於1？

10.    為何越野腳踏車的輪胎通常比公路腳踏車寬？摩擦力與接觸面積有關嗎？

以上問題有些沒有標準答案，因為不同的運動狀態（如等速、加速、剎車）會有不同的物理解釋，因此在討論前，應先判斷當時的運動情境。這10個問題涵蓋了力、摩擦、運動、轉動、功與能等基本物理概念，深入探究後，每一題都能成為報告、專題、自主學習或學習歷程檔案的好素材。

結語

希望這些分享能成為你思考的起點，讓你在日常生活中學會觀察現象、分析問題，並勇於提出自己的看法。透過批判思考與互動討論，把生活經驗轉化為學習物理的素材，進一步深化理解與應用，在這段高中學習歷程中，為自己留下值得紀錄的一頁。