[創意百寶箱 EP17] 雙向開合橋：學習經典橋樑－倫敦塔橋的運作原理！

大家好，我是樹懶老師！在這個系列中，樹懶老師將會分享一些積木創作，有些可能是複雜的機關設計，有些則是簡單的模型創作，讓你每次點開文章時就像打開了一個「創意百寶箱」，永遠都有意想不到的驚喜喔！

倫敦塔橋垮下來~ 垮下來~ 垮下來~

倫敦塔橋是英國在19世紀，為了城市東部發展迅速，因而興建的一座可以橫跨泰唔士河的高塔式鐵橋。

而為了讓船隻也可以通過塔橋抵達對岸的碼頭，倫敦塔橋被設計成一個雙向開合橋。

所謂的雙向開合橋，也就是將橋分為兩個橋樑，透過液壓裝置（現代為使用電動系統），將兩側橋梁向上豎起到83度來讓船隻通過，從而解決了交通問題。

今天就讓我們透過智高積木C系列的零件，來完成屬於你的倫敦塔橋吧！

★準備工作

零件清單

以下是模型所需要的材料清單。

★組裝步驟

1. 將三個8x12底盤橫向結合成一個大長方形。

2. 接著我們來製作橋樑，用3孔長條連接兩個15孔超長條，並在底部用3孔長條固定兩者，共要製作兩個橋樑。

3. 將5x15長方框放置於底盤上，位置如圖所示，並以此位置為標準，在四個角色各放置一個5x15長方框。

4. 使用100mm軸將橋樑固定於兩側，並用20T齒輪固定軸，如圖所示。

5. 使用自轉軸鍵將兩個23mm滑輪放置左右兩側的5X15長方框上，如圖所示。

6. 完成後將模型轉向，於右側5X15長方框上放置一個33mm滑輪。

7. 再次將模型轉向，將右側的橋樑（只有一個23mm滑輪那邊）抬起至平行位置，並穿入100mm軸，使其不會掉落。

8. 在左側的橋樑旁邊放上兩個5孔超長條。

※請使用側邊有三個孔洞的5孔超長條

9. 接下來我們要連接滑輪了！請準備一個長度適中的棉線，將其套在150mm軸，並使用兩個33mm滑輪夾著，最後一路將棉線套在兩個23mm滑輪與右側橋樑上。

10. 再次將模型轉向，用同樣的方式將棉線套在150mm軸，並使用兩個33mm滑輪夾著，最後一路將棉線套在33mm滑輪與左側橋樑上。

11. 在150mm軸放上曲軸，試著轉動看看橋樑能否開合吧！

★玩法

順時針轉動曲軸可以開起橋樑，逆時針轉動曲軸可以關閉橋樑。

★模型修正

如果製作時發現兩邊橋樑有一高一低的狀況，這代表棉線沒有被拉緊。

此時請先將軸扣鍵拔除．將橋樑抬升到正確位置，接著將棉線拉緊重新固定。

★科學原理

本次使用到的科學原理為「滑輪」

滑輪是一種簡單機械。滑輪的輪子中間有一條溝可以讓繩子穿過，藉此傳遞動力。滑輪又可依據其是否有固定在物體上分為「定滑輪」與「動滑輪」。

「定滑輪」是固定在支撐物上的滑輪，在運動過程中位置會保持不變，雖然不能產生省力效果，但能改變施力的方向。

「動滑輪」則不固定在支撐物上，其位置會隨運動過程改變。使用動滑輪可帶來省力效果，但工作會更費時。

在本模型中我們使用多個定滑輪與棉線的搭配，改變施力與物體的運動方向，更藉由兩條繩子的拉動，讓兩側橋梁能同時拉起與放下。

★後記

滑輪是工業設備中不可或缺的機構零件，現代工業用的大型起重機、吊臂或升降台等，都需要滑輪的結構強度與安全性來應付各種工程作業。

由於定滑輪與動滑輪將有其限制，因此在機械結構中更常見的是將兩者結合應用的「滑輪組」。

大家不訪也試試看，能否製作出一個使用「滑輪組」為科學原理的模型呢？

參考資料：

滑輪：https://zh.wikipedia.org/zh-tw/滑轮

課綱參考：

tm-Ⅲ-1 能經由簡單的探究與理解建立模型，且能從觀察及實驗過程中，理解到有不同模型的存在。

綜-3.樂於學習對生活事物充滿好奇與喜好探究之心，體會與感受學習的樂趣，並能主動發現問題及解決問題，持續學習。

自-E-A1 能運用五官，敏銳的觀察周遭環境，保持好奇心、想像力持續 探索自然。

身-中-2-2-2　綜合運用抓、握、扭轉、揉、捏的精細動作。