漂浮鐵鎚
原始設計者:陳亮洲
簡介:
重心,是在重力場中,物體處於任何方位時所有各組成支點的重力的合力都通過的那一點。規則而密度均勻物體的重心就是它的幾何中心。不規則物體的重心,可以用懸掛法來確定。物體的重心,不一定在物體上。
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目錄
活動說明
目的
簡述槓桿原理的特性與重心的特性。
原理
當一個系統靜止平衡時,作用在系統上的各力矩總和為零,這種現象稱為槓桿原理。
槓桿原理的應用,分為三種:
- 支點位於施力點與重物之間。例如:剪刀、老虎鉗、翹翹板就是利用這種槓桿。
- 抗力點位於支點及施力點之間。例如:手推車、開瓶器、裁紙刀就是利用這種槓桿。
- 施力點位於支點及抗力點之間。例如:鑷子、筷子、掃帚就是利用這種槓桿。
活動一:不同重也能平
材料準備
- 一個支點
- 一個槓桿
- 重物
活動流程
- 拿出槓桿,在兩邊力臂3:5的距離,放入5:3質量的重物,使其平衡。
- 老師將手臂伸出,並叫學生吊在手臂的不同位置
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活動二:漂浮鐵鎚
重心,是在重力場中,物體處於任何方位時所有各組成支點的重力的合力都通過的那一點。規則而密度均勻物體的重心就是它的幾何中心。不規則物體的重心,可以用懸掛法來確定。物體的重心,不一定在物體上。
材料準備
- 尺(一把)
- 鐵鎚(一把)
- 釣魚線(適當長度)
活動流程
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探究問題
生活中有哪些利用槓桿原理的例子?
- Ans: 指甲刀、開罐器、掃把、筷子
為什麼懸掉鐵鎚的尺不會傾倒到桌子以外?
- Ans: 只要物體的重心在支撐點的正上方或正下方,物體就可以維持平衡。此例中,支撐點(面)在桌面上方與尺接觸的那一片空間;而鐵鎚的大多數重量位於鎚頭上,使得「尺、線、鐵鎚聯合體」的重心,位於桌面下方,且剛好在支撐面的正下方,此時支撐點(面)左方的力矩與右方的力距剛好相等,系統就會維持平衡。
怎麼找出不規則剛體的重心?
- Ans: 先找一個端點黏上一條細線,拉起直線,使物體自由下墜,待停止不動便能找到第一條延伸自細線的直線(鉛垂線),將此直線畫在物體上,隨後再找第二個端點,以同樣方法畫出第二條鉛垂線,兩鉛垂線線會交於一點,即為重心。