步行下坡

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目的

原理

玩具結構:

  1. 前腳的身體
  2. 能轉動的後腳



  1. 一個如膠囊狀中空的滾體,內部置有一顆密度較大的金屬球;滾體兩側有兩個樞軸,以使滾體可以沿著此主軸自由翻滾動。
  2. 滾體可在具鋸齒狀之傾斜的木製軌道上,靠樞軸在該軌道上自主的翻滾下降。
  3. 翻滾運動的特徵在於滾體繞著兩個樞軸中的一個交替旋轉,同時滾體從一側滾動到另一側。

下坡原則

  1. 「後重心」原則:物體的重心在前腳的後面,靠近後腳,但不能超過後腳。
  2. 「有限轉動」原則:後腳可以往前、往後轉動,但是轉動角度在一定的範圍內。當後腳往前轉動,會碰到前腳而停止;而往後轉動則會撞到位於S點的木栓而停止。
  3. 「腳掌圓弧」原則:前、後腳的「腳掌」是圓弧形的,不是平的。平的腳掌很難成功。
  4. 運動過程以腳掌為「支點」,隨著下坡的運動過程,前腳、後腳交替接觸斜坡,支點也隨之改變。

相關物理

動能
 PE = mgh
位能
 KE = 1/2mv^2

重心

活動

活動照片

材料-下坡玩具 下坡玩具 下坡玩具-準備 下坡玩具-放手

材料-下坡柯基 下坡柯基 下坡柯基有裝彈珠 材料-走路下坡

走路下坡 走路下坡 下坡小馬


探究問題

1.下坡玩具的速度是越來越快,還是越來越慢呢?

當球往下滾時,持續受到地球重力的影響,位能不斷轉變成動能,使得速率會增加。

2.在翻滾吧!柯基實驗中放入兩顆彈珠,翻滾速度會加快,與哪一個物理數值有關?

與重量與重力有關,因為萬有引力,彈珠統一滾到同一個方向,依作用力與反作用力來說,地球也會給柯基犬施加更大的利,柯基就翻得越快了。

3.請問,當下坡小馬往下走時,時間過越久,下坡小馬的瞬間速度會____ A.越快 B.越慢 C.等速

C.等速

4.什麼原因造成下坡玩具不會往下走?

坡度不夠(後重心無法作用),摩擦力太大,造成下坡玩具無法往下走。

5.放兩顆彈珠,效果有什麼改變呢?

柯基犬會滾得更快,因為彈珠的重量更大,兩邊重量落差更大,重心的方向越明顯。

6.不能筆直走下坡時,可能的影響因素有哪些?該如何調整?

因為彈珠會在柯基犬裡面滾動,造成重心偏移,解決方法可以把柯基犬剪的窄一些,鎖定彈珠的位置。