生活中的科學EP1-萬聖節糖果機

生活中的科學EP1-萬聖節糖果機

大家好我是浣熊老師,再過不久就要到萬聖節了,小朋友們會在每年的萬聖夜(10/31)這天裝扮成各種鬼怪,並逐一按響鄰居的門鈴,大喊「不給糖就搗蛋」,而房子主人在聽到後要給小朋友糖果或小禮物。如果你想一同慶祝萬聖節,但又懶得出門拿糖果小朋友時該怎麼辦呢?

這時不妨在屋外擺放一個萬聖節糖果機,讓你在每年萬聖節依舊可以宅在家中當個驕傲的沙發馬鈴薯吧 (●ˇ∀ˇ●),只要轉動旋鈕,就會有巧克力球掉出來唷,是不是既好吃又好玩呢!

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◆組裝步驟

首先我們需要先使用下圖的零件來製作外框(圖一),將底盤以底盤結合器連接,再透過長結合鍵與5x13長方框結合 (圖二)。

(圖一)
(圖二)

第二步則需要使用兩公分系統的三角、正方顆粒以及一公分系統的五孔長條側有孔(圖三),我們要製作出一個讓糖果順利滾下的斜坡(圖四)。

(圖三)
(圖四)

完成之後固定在第一步的底盤上(圖五)。

(圖五)

第三步則會使用到各式的長條(圖六),首先我們要用1/4弧長條三孔圓角長條製作出四個不同的組件(圖七),並把它們互相結合加厚,完成一個帶有凹槽的轉輪(圖八)。

(圖六)
(圖七)四種不同的轉輪組件
(圖八)轉輪的凹槽

第四步我們會需要使用10mm長軸橡皮筋軸扣鍵等零件(圖九),先將齒輪與軸穿過底盤,並使用軸固定鍵固定(圖十),完成之後依照圖示將轉輪放入長軸(圖十一)。轉輪必須要以順時針方向旋轉,因此我們可以使用橡皮筋五孔超長條製作一個簡單的棘輪,來為了防止轉輪的轉向錯誤(圖十二)。

(圖九)
(圖十)
(圖十一)
(圖十二)簡易棘輪

接著我們可以放入糖果來測試看看轉輪的功能是否正常,這台糖果機所使用的指定用糖是浣熊老師小時候常吃的哈哈球(圖十三),若是要換成其他種類的糖果,則需要視糖果的尺寸來調整轉輪的凹槽大小哦!

(圖十三)糖果機指定用糖

我們可以將哈哈球放入糖果機中,測試當轉輪的凹槽轉到上方時,是否能將哈哈球帶下來:

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轉輪功能測試

第五步需要使用底盤長結合鍵將糖果機密封(圖十四)。先將長結合鍵放入底盤(圖十五),完成後蓋上並緊密壓合糖果機(圖十六)。

(圖十四)
(圖十五)
(圖十六)

第六步要使用大量的來製作糖果機的腳架(圖十七、十八),完成後直接安裝在糖果機下方(圖十九)。

(圖十七)
(圖十八)
(圖十九)

第七步同樣要使用各式的來製作上蓋(圖二十),首先將零件組成三個組件(圖二一),再分別安裝在糖果機上方(圖二二)。

(圖二十)
(圖二一)三種上蓋組件
(圖二二)

第八步要來製作盛裝糖果的容器,你可以自由選擇想要的容器樣式,也可以直接選用現成的容器,這裡浣熊老師使用梯形框梯形底盤製作(圖二三、二四),完成後以長結合鍵固定在糖果機下方(圖二五)。

(圖二三)
(圖二四)
(圖二五)

最後我們可以印出一些象徵萬聖節的蝙蝠或是南瓜紙卡,透過紙卡結合鍵將它們安裝在糖果機上,完成華麗的裝飾(圖二六),如此一來一台獨一無二的萬聖節糖果機就完成了o(≧∀≦)o (圖二七)!

(圖二六)
(圖二七)

◆科學原理

糖果機使用了非常多的科學原理,除了運用棘輪機構(圖二八)防止轉輪逆轉外,還借助了地球引力讓哈哈球能夠掉入轉輪的凹槽當中,而透過軸上的輪毂零件能夠發揮輪軸機構的省力效果(圖二九),讓我們能更加輕鬆的旋轉轉輪。

(圖二八)棘輪機構-引用自維基百科
(圖二九)輪軸機構-引用自維基百科

◆結語

透過萬聖節糖果機,我們可以發現科學原理遍布於日常生活當中,只需要留意觀察,就可以發現它們的奧秘與神奇之處,並應用在其他地方。今天的分享就到這邊,浣熊老師也在此預祝各位萬聖節快樂,我們下次見唷,拜拜~

關鍵字參考:

萬聖節、糖果機、摩擦力、地球引力、棘輪、輪軸

◆課綱參考:

Eb-Ⅳ-8 簡單機械,例如:槓桿、滑輪、輪軸、齒輪、斜面 等,通常具有省時、省力,或者是改變作用力方向等功能。

ai-Ⅴc-1 透過成功的問題解決經驗,獲得成就感。

ai-Ⅴc-3 體會生活中處處都會運用到科學, 而能欣賞科學的重要性。

ai-Ⅱ-3 透過動手實作,享受以成品來表現自己構想的樂趣。

◆參考資料:

棘輪 - 維基百科,自由的百科全書
輪軸 - 维基百科,自由的百科全书

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