0360201巧妙的施力工具

02滑輪與輪軸

 

1. 滑輪

   生活中,除了利用槓桿以外,有些工具是利用滑輪裝置。滑輪是有溝的圓輪與繩子組合應用的裝置,生活中曾經看過哪些滑輪裝置的使用?大家分組查資料後,再來討論。

    使用滑輪工作時,怎麼知道是省力或費力?哪些工具可以測量力的大小?使用前有哪些注意事項?

彈簧秤的使用方法

1 使用彈簧秤測量前,正確做法應該先檢查彈簧秤的指標,是否剛好指在0的位置。

2 不宜將彈簧秤的上端與下端倒過來使用,因為倒過來的指標未歸0。

   掛在彈簧秤上的物體或往下拉的力都會使彈簧秤指標移動。物體愈重或施力愈大,指標所指的刻度數值愈大。

    使用定滑輪拉起物體使其移動時,施力的方向和大小如何?可以省力嗎?動手設計操作看看。

   使用定滑輪工作時,雖然不省力也不費力,但是手的移動方向和物體移動方向不同;使用動滑輪工作時可以省力,手的移動方向和物體移動方向相同。但是工程上使用的滑輪是鐵做的,重量不輕,使用時要同時拉起物體與滑輪,因此,只有拉動很重的物體時,才會使用動滑輪。

   滑輪是槓桿原理的應用,定滑輪和動滑輪的支點、施力點和抗力點的位置不同。吊車或起重機等重型吊掛機械,同時利用定滑輪和動滑輪幫忙工作,具有操作方便和省力的功能。

生活中我們會利用吊車來搬運物體,吊車上有定滑輪和動滑輪。(註︰感測裝置的秤錘→稱為「防止吊鉤過捲裝置」安全裝置,當吊鉤捲上碰觸到防過捲吊錘時,吊桿將自動停止,並禁止「吊鉤捲上」及「吊臂伸出」的操作。萬一偵測線路斷線時,吊桿也會自動停止。)

 

2.輪軸

   分別使用沒有加握柄和加黃色握柄的螺絲起子,將螺絲釘轉入木板中,或是將木板上的螺絲釘取下,哪一種使用起來較輕鬆省力呢?為什麼呢?

   螺絲起子是由兩個半徑不同的圓柱組成,固定在同一個圓心上,運轉時兩個圓柱會一起轉動。輪和軸固定在同一個圓心上,可以同步轉動,這種裝置稱為「輪軸」。

   輪軸的型態和樣式很多,如︰古人運用輪軸取井水……。如果把物品掛在輪或軸上,再分別用繩子拉動物品,施力大小相同嗎?可以利用什麼方法測量?

  輪軸也是槓桿原理的應用,利用輪軸幫忙工作時,輪與軸都會一起轉動,當輪轉一大圈,軸也會同時轉一小圈。找一找輪軸上的支點、施力點和抗力點在哪裡?為什麼施力在輪上會省力?

   找一找,生活中還有哪些應用輪軸製作而成的工具呢?它們的輪和軸分別在哪個位置?

   試試看,使用扳手旋轉螺絲和轉動細桿讓竹蜻蜓飛起來,體驗施力在輪或軸上有什麼不同?

   輪軸是應用槓桿原理的工具,有些可以省力例如︰門把……。有些費力但可以幫助我們省時或操作方便,讓生活更便利,例如︰電風扇……。

 

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