數位閱讀與測驗

0160202簡單機械

02輪軸

認識輪軸

　　螺絲起子是生活中常見的工具，可以將螺絲釘鑽入孔洞中，也可以將螺絲釘從孔洞中取出。試試看，下面這兩種使用情況，哪一種螺絲起子使用起來會比較輕鬆省力呢？

有握把的螺絲起子使用上比較輕鬆省力。

　　有些工具是由大小兩個不同的圓輪組成，固定在同一個軸心上，運轉時兩個圓輪會一起轉動，半徑大的稱為輪，半徑小的稱為軸，這種裝置稱為輪軸。螺絲起子就是一種輪軸的應用。

　　為什麼螺絲起子少了握把以後，就需要比較大的力量才能操作使用呢？讓我們利用輪軸實驗來了解。

動手做

輪軸實驗

1.組裝輪軸實驗組，並測量輪與軸的半徑。

2.準備數個等重的砝碼，先在軸的棉線上掛4個砝碼當成重物。

3.觀察需在輪的棉線上掛幾個砝碼，才能使輪軸不再轉動，達到平衡狀態。

4.改在輪上掛2個砝碼當成重物，觀察當輪軸平衡時，軸上所掛的砝碼數量。

討論

1.當輪軸實驗器平衡時，在輪和軸上所掛的砝碼重量相同嗎？

不相同。

2.當輪軸實驗器平衡時，輪和軸的半徑大小與砝碼重量有什麼關係？

輪的半徑較長，所懸掛的砝碼數量較少，重量較輕；

軸的半徑較短，所懸掛的砝碼數量較多，重量較重。

3.施力在輪上或是軸上，哪一種方法比較省力？

砝碼重量代表施力大小，掛在輪上的砝碼數量較少，重量較輕，所以施力在輪上比較省力。

　　輪軸的原理與槓桿相同，可將軸心當作支點，輪和軸的半徑作為力臂。想一想，為什麼使用輪軸時，施力在輪上會比較省力呢？

施力在輪時，施力臂大於抗力臂，所以比較省力。

輪軸的應用

　　使用輪軸工具時，若施力於輪上，可達到省力的效果；若施力於軸上，無法省力，但是可以達到省時或是操作方便的目的。

這些是施力在輪上的物品，還有哪些也是施力在輪上的用具？

施力在輪上：水龍頭、螺絲起子、手搖鑽、刨冰機、手動板擦機等。

這些是施力在軸上的物品，還有哪些也是施力在軸上的用具？

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