科學遊戲--不會出軌的輪子 文與圖/許良榮 |2013.05.08 語音朗讀 2236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彰化台76線延伸工程 今全線通車2026.11.0702泡過茶包當畫布 繪出日常風光2026.11.0803QS亞洲大學排名 佛大、南華登榜2026.11.0504【詩】來去烏日. 溪尾寮生活誌2026.11.0405U23世界盃 亞運國手林佾葳完投退捷克2026.11.0806泰國王后駕戰機 創全球在位首例2026.11.0407日本中部地震 24傷2026.11.0908《佛光大辭典》英文版 台美敬獻星雲大師2026.11.0409棒球新秀接力 前進U23、亞冠賽2026.11.0610太陽系冰冷小天體 發現稀薄大氣2026.11.08 訂閱電子報 台北市 天氣預報 台灣一週天氣預報 相關報導 【快樂塗鴉簿】 精采的廟會表演 【童畫天地】 大象水彩技法【快樂塗鴉簿】吃冰好過癮【童詩.童思】慢一點【快樂塗鴉簿】市場的人情味【快樂塗鴉簿】鯨魚 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