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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