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工程設計,原來如此!
工程設計,原來如此!
  • 定  價:NT$350元
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商品介紹
  • 商品簡介
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  • 書摘/試閱
  • 得獎作品
  • ★加拿大兒童圖書中心最佳童書獎
    觀察事物、定義問題、設計模型、測試修正、展示成果──
    從真實工程故事學習
    切中要點的思考邏輯和效率滿分的執行力!
    創意X信心X知識
    你也可以是改變世界的超級工程師!

    解決問題的方法可能有千百種,
    怎麼樣才能找出最好的呢?

    如果要讓一輛汽車般大小的探測車降落在火星上,或是把電腦零件縮小到可以放在手掌上,你會找誰幫忙?當然是工程師!工程師會針對問題,運用數學、科學、科技等知識,提出新穎實用的解決辦法。

    跟著這本書了解工程設計的步驟流程,再看看如何將這些步驟實際應用在九個真實的工程案例,例如:打造速度更快的自行車、處理極度棘手的塞車問題,甚至保護瀕臨滅絕的馴鹿免於絕種!你會在這些例子中發現令人驚歎的思考與執行方式,原來工程設計不僅需要縝密推演和反覆測試,有時候也需要創意和信心,而且還要能說服使用者!

    你也能像個工程師一樣思考!
    準備好了沒?現在就打開這本書,開工吧!

    本書特色:
    ◎書中詳細說明工程設計的每個步驟,並在各工程案例中加上對應符號提醒讀者,這個案例的關鍵步驟是什麼。方便讀者一邊讀一邊記下工程師的思考妙招!
    ◎幫助讀者認識各種工程領域的特別之處,以及所需要的知識和技能。
    ◎從解決問題切入,進而學習相關的科學與工程知識,扣合108課綱的素養教育!


  • 夏儂.韓特/作
    是兩本獲獎的兒童科學雜誌《是的》( YES )和《知道》( KNOW )的共同創辦人,也是暢銷書《偉大的成功與失敗》、《神奇的國際太空站》的共同作者。夏儂目前住在加拿大卑詩省的維多
    利亞市。
  • 推薦
    大開眼界、振奮人心,而且富吸引力!
    ──《柯克斯書評》

    這本書的圖像與版面活潑又色彩豐富,配上真實世界中的問題解決方法,平易好懂又有趣的介紹工程是什麼。
    ──《書單雜誌》

    不管讀者是剛開始啟蒙的小小工程師,還是純粹想了解怎麼找出問題和解決問題的孩子,這本書都是很棒的入門書籍。
    ──加拿大兒童圖書中心

  • 進入工程師的腦袋吧!
    2012年8月6日,凌晨1:30,時間很晚了,遠超過我們大多數人上床睡覺的時間,然而卻有上千人聚集在美國紐約時代廣場,只為了觀看美國航空暨太空總署的實況轉播。這齣星際戲碼正在五層樓高的大型螢幕上演,主角不是外星小綠人,而是一輛汽車般大小的銀色探測車,叫做「好奇號」。

    好奇號在太空中航行了八個月,終於來到最關鍵的七分鐘─降落在火星表面所需的七分鐘。探測車順利登陸那一刻,原本緊張不安的氣氛轉為歡聲雷動。這場歷史性的登陸只有短短幾分鐘,但實現這件事的技術,好多年前就在工程師的腦海裡成形了。

    工程師都做些什麼?
    工程師負責解決問題,運用數學、科學、科技等技能,針對問題提出新穎的解決辦法,像是怎樣讓好奇號順利降落在火星表面。

    工程師會改良現有的技術來解決問題,也許是把電池的電力設計得更持久,或是修建能承受大地震的橋梁。如果現有的技術沒辦法解決問題,工程師會發明新的技術,像是可為燒燙傷患者列印皮膚替代物的機器。不過,工程師不是只有設計電池、橋梁、印表機,還要包辦相關的機械、電子設備和軟體。不管問題是什麼,工程師都會想出創新、經濟又有效的解決方案。


     

  • 前言
     進入工程師的腦袋吧!... 4
     工程設計的步驟 ... 6

    航太工程
     驚險七分鐘 ... 8

    生物醫學工程
     什麼都印,什麼都不奇怪 ... 14

    化學工程
     超帶「勁」的點子 ... 18

    機械工程
     快,還要更快!... 20

    電機工程
     把複雜變簡單 ... 24

    土木工程
     雲端上的大橋 ... 28

    空間資訊工程
     消失的家園 ... 34

    電腦工程
     神奇巫師沃茲 ... 38

    環境工程
     糟糕,下水道不行了!... 40

    名詞解釋 ... 46
    索引 ... 48
  • 航太工程
    驚險七分鐘
      你曾經坐車去旅行嗎?還記得過了多久,有人(沒錯,就是你)忍不住開始問「到了嗎」?下次如果你又困在車上,零食、飲料快沒了,電影也看得差不多了,不妨想想美國航空暨太空總署的飛行器「火星科學實驗室」。

      它撐過了八個月漫長的航行,從美國佛羅里達州卡納維爾角發射,航行5億7,000萬公里抵達目的地:火星上的蓋爾隕石坑。很厲害吧!不過,到達紅色行星只是開始而已。

    偉大的任務
      撐過太空中漫長的航程之後,2012年8月,火星科學實驗室飛行器進入火星大氣層,接著立刻面臨更大的挑戰:讓寶貴的貨物安全降落在火星表面!裝在飛行器裡面的是「好奇號」,一輛不太大的探測車,卻擔負著極重大的任務──尋找蓋爾隕石坑周遭,現在或過去適合生物生存的證據。

      展開探索之前,好奇號得先降落。它要來個超級大煞車,從時速每小時2萬1,243公里減到每小時2.7公里。你不妨想像成短時間內從超音速減速到走路的速度!美國航空暨太空總署的工程師把這段時間稱為「驚險七分鐘」。這七分鐘會決定好奇號的命運──墜落、燒毀或是降落、順利鑽研火星。

      為了確保這最關鍵的七分鐘任務成功,這群航太工程師從大約十年之前就開始研究、解決一個問題:如何設計出讓好奇號安全降落在火星表面的登陸系統?

    這些方案行不通
      美國航空暨太空總署的工程師很快就開始列舉種種可能的解決方案,不過,也很快的一一否決。

      他們考慮過利用氣囊登陸 。這種氣囊要非常強韌,足以保護裝載著好奇號的飛行器,因為飛行器會高速撞到火星表面,彈跳多次後才停下來。

      這項技術用過很多次了,美國航空暨太空總署曾成功使用氣囊包裹裝載著探測車的登陸器,像是大小跟滑板差不多的「旅居者號」探測車、高爾夫球車大小的「精神號」和「機會號」探測車,都採用這種方式登陸。用來製作這些氣囊的「維克特綸」纖維,比製作防彈背心的材料要強韌將近兩倍。不過,這個氣囊方有個問題……出在好奇號本身。

      好奇號裝置了一些科學儀器,包括相機、鑽頭、用來分析化學物質的質譜儀,還有能蒸發岩石的雷射。這些設備使得好奇號非常重,將近一公噸!也是美國航空暨太空總署發射到火星的探測車當中,有史以來最重的。登陸系統得支撐探測車極大的重量 ,但任何纖維,包括維克特綸,做出來的氣囊都不夠強韌,無法包裹著好奇號彈跳登陸。如果氣囊破掉,好奇號的任務還沒開始就必須宣告結束了。

      氣囊行不通,那麼腳架如何呢?美國航空暨太空總署的「維京號」和「鳳凰號」登陸器就是利用腳架順利登陸火星。雖然簡單又有支撐力,但腳架容易傾斜,尤其登陸器裝載的是好奇號這種大小的探測車,傾斜風險更高。而且如果降落在斜坡上,整個登陸器就會傾倒而倒栽蔥,像隻背部著地的甲蟲,孤單又無助。

      就算飛行器安全抵達了火星表面,要放下坡道、讓探測車沿著坡道行駛出來也不容易,因為地形會是一大考驗。想想看,要是陡峭的斜坡或是位置不對的石頭妨礙坡道展開,怎麼辦?旅居者號登陸時,飛行器的氣囊就阻礙了一條坡道。火星科學實驗室的工程師很清楚,降落在火星上卻沒有讓好奇號「觸地」,會是極昂貴的烏龍錯誤,尷尬得不得了!

  • ★加拿大兒童圖書中心最佳童書獎
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