旋轉摩天輪
文/房昔梅（臺北市國小數學輔導團榮譽輔導員）
遊樂園裡有各種吸引小朋友們的遊樂設施，巨大的摩天輪雖然不如雲霄飛車刺激，但當它旋轉到高處時，卻能讓乘客享受居高臨下的感覺，以及俯瞰城市的樂趣，因此成為很受歡迎的遊樂設施。小朋友，你知道摩天輪的由來嗎？
摩天輪的由來
全球第一座摩天輪是由美國人喬治·法利士（George Washington Ferris）在1893年為芝加哥的「哥倫布紀念博覽會」所設計，目的是與巴黎在1889年博覽會建造的艾菲爾鐵塔（高324公尺）一較高下。相傳法利士看到橫向的旋轉木馬時，就想到何不將旋轉木馬豎立起來轉呢?摩天輪的構想由此而生。法利士建造的摩天輪直徑75公尺、高80公尺，相當於26層樓高。為了紀念法利士的成就，人們便以Ferris Wheel來稱呼這種設施，從此以後，摩天輪就和雲霄飛車、旋轉木馬合稱為「樂園三寶」。
全球知名的摩天輪
英國在千禧年（西元2000年）架設完成的倫敦眼（London Eye）是歐洲最大的摩天輪，直徑120公尺、高135公尺，共有32個車廂，總計可載客800人，繞行一周約30分鐘。
圖1：英國倫敦眼
美國拉斯維加斯在2014年完成高168公尺的豪客摩天輪（High Roller），是目前世界上最高的摩天輪，直徑約158公尺，每座車廂可容納40人，最多可搭載1120人，繞行一周約30分鐘。
圖2：美國拉斯維加斯豪客摩天輪
臺北的美麗華摩天輪是由日本製造，高度為100公尺，直徑70公尺，共有48個車廂，每個車廂可乘坐6人，環繞一圈大約是17分鐘。
圖3：臺北美麗華摩天輪
摩天輪的數學
摩天輪有大有小，直徑愈大的摩天輪，繞行一圈的時間就越長。摩天輪繞行的速率大約是多少呢？不同大小的摩天輪，繞行的速率相差多少呢？讓我們來算算看。
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摩天輪名稱 |
英國倫敦眼 |
美國豪客摩天輪 |
美麗華摩天輪 |
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直徑 (m) |
120 |
158 |
70 |
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繞行一圈的距離 (m) |
376.8 |
496.12 |
219.8 |
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繞行一圈的時間 (min) |
30 |
30 |
17 |
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速率 (m /min) |
12.56 |
16.54 |
12.93 |
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速率 (km /h) |
0.75 |
1 |
0.78 |
三座摩天輪中，美國豪客摩天輪的速率最快，倫敦眼和美麗華摩天輪的速率差不多。騎腳踏車的速率大約是15km /h，因為搭乘摩天輪的乘客進出車廂的時候，摩天輪仍然在運轉中，並不會停下來，考慮乘客的安全，所以摩天輪繞行的速率比騎腳踏車的速率慢很多。
目前爬行最快的烏龜是豹紋陸龜（圖4），爬行速率大約是1km /h，蝸牛爬行的速率大約是0.005km /h，所以摩天輪繞行的速率比豹紋陸龜慢一點，比蝸牛快很多。
圖4：豹紋陸龜