科學遊戲--不會出軌的輪子 文與圖/許良榮 |2013.05.08 語音朗讀 2000觀看次 字級 大 中 小 圖二圖/許良榮圖一圖/許良榮原理圖 圖/許良榮 我們都知道,汽車行駛道路,火車行駛鐵軌,轉彎時,汽車用方向盤控制輪子轉向,而火車沒有方向盤,主要靠鐵軌導引來轉彎,如果控制不好或有物品擋道,就可能發生出軌翻覆的事故。這次要玩的科學遊戲與軌道有關,許叔叔要告訴你,怎麼做可以不需要控制,輪子就會自己轉彎,不會出軌喔! 所需器材:橡皮塞、牙籤、電線,熱熔膠。 過程現象: 前面說過,火車要靠鐵軌導引來轉彎,所以輪子的設計就很重要。不知小朋友有沒有仔細觀察過火車的輪子?它看起來好像是平的,但實際上不是平的喔!為什麼呢?這就是這次遊戲的主題啦!我們來實驗一下不同形狀的輪子,在轉彎時有何差別。 圖一的甲、乙、丙都以橡皮塞當輪子。甲是平的輪子(以圓筒塑膠管代替);乙和丙是用牙籤插入橡皮塞內當車軸,乙是中央小、邊緣大的輪子,丙則是中央大、邊緣小的輪子。鐵軌部分以高壓電電線製作(高度較高,一般電線太小),用熱熔膠黏在木板上。 製作好彎曲的鐵軌後,稍微墊高木板,讓它成為斜坡,再將甲、乙、丙三種輪子分別放在鐵軌上自由滾動(如圖二),觀察三種輪子是否能夠在鐵軌上轉彎,而不會出軌? 實驗結果可以發現,只有「丙」可以在鐵軌上轉彎,甲和乙都很容易出軌!小朋友一定很想知道為什麼吧?就讓我們繼續看下去! 原理: 由軌道起點A經過左彎的彎道到B時,軌道會偏到輪子的右邊,此時,平筒式的輪子「甲」會維持原來運動方向而出軌;至於「乙」輪子到了B點時,由於軌道偏到輪子的右邊,因此整組輪子會左傾;反之,「丙」輪子則會右傾,而重力(即重量,紅色箭頭)是朝下,使得已經傾斜的乙、丙輪子,都有一個f1的分力(藍色箭頭),乙輪子的f1分力朝左,會使乙輪子繼續往左偏,因此容易使輪子脫離軌道;而丙輪子的f1分力朝右,會使丙輪子往右偏移,剛好可以幫助輪子回到軌道中央,因此丙輪子就比較不容易出軌囉! 叮嚀的話: 1操作時,軌道的傾斜度不能太大,以避免輪子的滾動速度過快。 2軌道可嘗試做成S形,以增加趣味性(但是軌道長度必須增加)。 前一篇文章 創作花園--我的爸爸 下一篇文章 「魚」有榮焉 熱門新聞 01【詩】一瞬2025.08.2102印尼佛教學院結業 佛光山教育新頁2025.08.2203宇宙暗物質2025.08.2104電子書飛躍成長 銷售占比達2成2025.08.2105朝山禮佛 北海道場孝道月修持2025.08.2206佛光山加爾各答禪淨中心 同慶印度獨立日2025.08.2107防腐劑、汽機車廢氣 罹患肺腺癌關鍵因子2025.08.2108星雲大師全集【講演集】緣起與還滅—論鬼的形象 4-32025.08.2109暗物質物理屬性2025.08.2110緬懷大師、供僧 西澳州議員肯定佛光山貢獻2025.08.22 訂閱電子報 台北市 天氣預報 台灣一週天氣預報 相關報導 【小藝術家】 愛跳舞的貓咪【童畫天地】 鸚鵡蠟筆彩繪技法【快樂塗鴉簿】冬眠的大樹 【趣味動物園】 海上的傳說── 信天翁【快樂塗鴉簿】閱讀樂趣多 【薇樂日記】歐奇多奇島闖禍事件簿 作者其他文章科學遊戲 魔鏡啊魔鏡!科學遊戲 聲音幾何圖科學遊戲 低溫沸騰科學遊戲 紙片 跳扭扭科學遊戲 衛生紙中的祕密