科學遊戲--不會出軌的輪子 文與圖/許良榮 |2013.05.08 語音朗讀 1982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木衛一火山頻爆發 謎團解開了2025.07.0602【生活課題】 建立無血緣家人關懷網2025.07.0303培養裁判、經營球隊 日女體大全方位育才2025.07.0404【光影紀事】交大電子所草創時期側寫2025.07.0405【老師的話】 解決煩惱的妙方2025.07.0506【生活智人140】「愛自然」執行董事勞利 展現自然照片的驚人威力2025.07.0507巴西玉米豐收節 如來寺傳揚三好2025.07.0408陸宣布 啟用W121銜接航線2025.07.0709洛杉磯協會知賓 內外兼修展開服務2025.07.0310戴維思 用一萬步希望教養早產雙胞胎2025.07.05 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】夏夜【陳老師說好故事】下駟對上駟 (上)【快樂塗鴉簿】美麗的白耳畫眉【人間有愛】聊天是心靈的陪伴【快樂塗鴉簿】金色草原上的斑馬 【寶島覽勝】 九份與金瓜石 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