彈力位能轉動能之發條車

By | Wednesday November 25th, 2020

相信很多人童年時都有玩過發條車,而發條究竟是什麼機構呢? 我們今天來一探究竟吧!

我們小時候玩的發條車通常是裡面有一個發條彈簧,而上發條的意思,就是讓此彈簧條捲起來,因為鐵片對小孩較危險,所以我們利用橡皮筋來達到一樣的效果。

下圖為賽先生科學工廠賣的發條玩具

來看看成品吧!

首先我們必須準備以下這些材料,當然除了智高積木外,最重要的橡皮筋別忘記了! 它是我們能量的來源!

可以先把車子主體架構拼裝出來,任何樣式都可以,只是車子身體裡夠大放下我們要帶動的齒輪就行。

至於輪子部分,可以依照玩的環境,來決定要用哪一種輪子,才不會造成打滑現象。

這次成品我們利用小齒輪大帶齒輪(可用一組也可用兩組),雖然較慢,但可以比較省力一些。當然也可以反過來裝。

裝上橡皮筋是很重要的一個部分,我們利用三孔積木來讓它固定住,另一邊綁在後輪輪的兩輪中心桿子。

到了國中理化課時,在國八下的力學單元以及國九上的牛頓三大運動定律兩單元裡,我們可以知道能量是守恆的,可以由彈力位能轉換成動能,理論上能量是守恆的,但為什麼在實際操作起來卻不是呢?

原來是因為,在真實的世界裡還有一種很容易消耗掉能量的部分,我們稱為摩擦力,摩擦力產生的能量做負功,簡單來說就是會消耗掉能量,以至於我們不能將所有的彈力位能完整的轉換成動能。

但可以從實驗裡發現,當彈力位能越大,動能就可以越大,這是很明顯可以發現的。接著還可以用牛頓第二運動定律來做實驗唷,當力固定時,質量跟加速度的關係是什麼呢? 歡迎大家跟我們一起來發現這些有趣的物理現象~

來看看製作過程和最後遊戲時間吧!

https://youtu.be/FWKmHGehOnM

https://youtu.be/wga7p5HVzyY

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