2000年1月24日 星期一

【科學實驗】我是大力士

本網站設立宗旨是為了幫助更多人方便學習,也謝謝【科學遊戲實驗室】提供這麼優質的學習管道,以【科學實驗證明真相】,在此再一次感謝所有辛苦付出的工作人員,謝謝您們無私的付出。謝謝您們!感恩!

我是大力士

用球棒來觀察扭轉,看看棒球粗端和細端的扭轉情形。握住粗端要比握住細端更容易輕鬆的扭轉。這是為什麼?
操作步驟與現象
準備器材:球棒
兩人分別握住球棒的粗端與細端,注意雙手緊握,不可鬆脫,兩人分別往不同的方向扭轉球棒,比比看誰的力氣大?
       
原理
輪施力比軸施力來的省力,此為槓桿的一種變形。若將棒球的粗端和細端切片重疊在一起,就可以發現粗的部份用小的力量就能進行大的作用,所以可以輕鬆的扭轉。
輪軸:由兩個半徑不等的圓輪,固定在同一軸心上,這種機械稱為輪軸。
輪軸事實上是槓桿的變體,若把軸心當做支點,則輪半徑R是輪上作用力的力臂,而軸半徑r是軸上作用力的力臂,此時的輪軸恰為支點在中間的槓桿。
        
輪軸的應用
1.若施力在輪上時,由於施力臂較大,因此施力會小於抗力,此時的輪軸必省力,而代價則是施力移動距離加長。
2.若施力在軸上時,由於施力臂較小,因此施力會大於抗力,此時的輪軸必費力,但施力的移動距離較短。
3.門的喇叭鎖和汽車的方向盤也是輪與軸的例子。圓形把手的半徑較穿過門的心軸為大。使我們能以較小作用力來旋轉心軸。若是取掉圓形把手只靠心軸本身來旋轉,將發現沒有輪軸機械的幫助,旋轉軸心非常困難。若r:R=1:2,則握在粗端的小朋友只要用1/2的力氣就可以了。
叮嚀的話
1.比力氣的小朋友力氣大小不要相差太懸殊,而且力氣較小的小朋友要讓他握比較不好握的粗端,力氣比較大的小朋友讓他握住比較好握的細端。一開始小朋友可能會表示不公平,但是一旦用力後,反而握住粗端的小朋友會輕鬆的獲勝。
2.若球棒粗端跟細端的比例相差很大,則力氣相差懸殊也無所謂,反而可以製造驚奇的效果。
3.樂樂棒球的球棒並不適合,因為海棉受力會下陷,將影響預期結果。
4.日常生活中可看到的螺絲起子、方向盤就是輪軸的應用,當輪與軸平衡時,小力量可以變成大力量 
 

著作權所有:許良榮  2010.04 改版    網頁編輯:徐薇棋 顧 問:王德麟
  編輯群:李宛玲、林桂君、林盈全、郁繼文、陳宗威、陳佩君、陳淑娟
  黃玉斯、黃國維、張啟亮、楊皓雯、謝孟靜、魏哲華、蕭淑分