0160202簡單機械

04齒輪鏈條與動力傳送

 

認識齒輪

  輪子的邊緣具有整齊的齒狀突出物,這種輪子就稱為齒輪。它們可以彼此扣住、相互帶動,其中一個齒輪轉動時,另一個齒輪也會跟著轉動。看看下面的物品,它們的齒輪裝置有什麼用途?

裝置中的齒輪轉動時,也會帶動裝置運作,表示透過齒輪的轉動可以傳送動力。

修正帶利用齒輪將帶子送出及收回

玩具泡泡槍內有齒輪,可以帶動裝置吹出泡泡

時鐘內有許多齒輪,帶動時針、分針、秒針的運作

玩具車裡的齒輪帶動玩具車行進

 

  齒輪在傳送動力時,運轉方向如何呢?其中一個齒輪轉動時,另一個齒輪的運轉方向如何呢?讓我們動手操作看看!

動手做

齒輪實驗

1.準備大小不同的兩個齒輪,互相扣住後固定在操作板上。

2.轉動大齒輪,觀察小齒輪轉動的情形。

3.將兩個齒輪分開,分別固定後,再利用塑膠鏈條套住齒輪。

4.轉動大齒輪,觀察小齒輪轉動的情形。

 

討論

1.互相扣住的兩個齒輪,齒輪轉動方向如何?

方向相反。

2.利用塑膠鏈條連接的兩個齒輪,齒輪的轉動方向如何?

方向相同。

3.當大齒輪轉動1圈時,小齒輪轉動幾圈?

(依據實驗結果回答)小齒輪轉了2圈。

  互相扣住的兩個齒輪,齒輪轉動的方向相反;利用鏈條連結的兩個齒輪,其轉動方向相同,不論是哪一種連接方式,齒輪的齒數愈少,轉動的圈數就愈多。

 

腳踏車的動力傳送

  腳踏車是一種簡單機械的組合應用,讓我們仔細來觀察腳踏板與齒輪及輪子之間是如何連結的呢?想想看,踩動腳踏板後,前、後齒輪的轉動方向有什麼關係?

前、後齒輪以鏈條相連接,轉動方向相同。

後齒輪轉動圈數比較多。

動力是如何傳送使車子前進呢?

腳踏板→前齒輪→鏈條→後齒輪→後輪→整輛腳踏車。

腳踩腳踏板,帶動前齒輪轉動,經由鏈條,使後齒輪跟著轉動,然後後面的車輪就會轉動而使腳踏車前進了。

 

流體傳送動力

  腳踏車藉由齒輪和鏈條的組合傳送動力,而透過適當的器具,空氣和水等流體也可以傳送動力。

動手做

利用流體傳送動力

方法一:利用空氣傳送動力

1.準備兩支注射筒和一段塑膠管,將其中一支注射筒A連接塑膠管的一端,再往外拉動活塞,使筒內充滿空氣。

2.將另一支注射筒B連接在塑膠管的另一端。

3.將注射筒A的活塞往下壓,觀察注射筒B活塞的位置變化。

 

方法二:利用水傳送動力

1.準備兩支注射筒和一段塑膠管,將其中一支注射筒A連接塑膠管的一端,再往外拉動活塞,使筒內和管內充滿水。

2.將另一支注射筒B連接在塑膠管的另一端。

3.將注射筒A的活塞往下壓,觀察注射筒B活塞的位置變化。

 

討論

1.將充滿空氣或水的注射筒A活塞往下壓時,另一端的注射筒B活塞位置會如何改變?

注射筒B的活塞會往外被推開。

(以圖片中方向為例,活塞會往上移動)

2.如果將已經下壓的注射筒A活塞再往外拉開,另一端的注射筒B活塞位置又會如何改變?

注射筒B的活塞會往內被拉回。

(以圖片中方向,活塞會往下移動)

  生活中有很多器具就是藉由空氣、水和油等流體來傳送動力,例如:噴水瓶、水車和油壓千斤頂等。

 

古代的秤重工具──權衡

  權衡就是桿秤,「權」是秤錘,「衡」則是秤桿。秤桿上還有掛鉤與提繩,操作時手提著繩圈,將要秤重的物品掛在掛鉤上,再移動秤錘使秤桿平衡,根據秤桿上的刻度和秤錘的重量,就可以知道物品的重量了。

  桿秤是利用槓桿原理來秤得物品的重量,將物品的重量視為抗力,秤錘當作施力,秤桿上的提繩處為支點、掛鉤處為抗力點、秤錘處則為

施力點。桿秤是一個支點在中間的槓桿,因為必須依靠手提的方式操作,所以大多用於秤取重量較輕的物品。

  由於桿秤的設計精巧,操作上也很便利,即使是現代,在某些中、草藥行,都還可以見到它呢!

 

 

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