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兒童遊戲空間設計宅家也歡樂,親子小實驗②

  

  在古代歐洲戰爭片中,常會出現投石機圍攻和防守城堡的激烈場景,誕生於中世紀初期的投石機一直至十五世紀才結束它的歷史使命。今天,長寧少科站的老師教你用竹筷來製作一台投石機模型,讓你體驗奇妙的杠桿原理。

  「竹筷投石機」實驗說明

  材料

  勺子1把、竹筷13根、皮筋若干。

  製作方法

  繪制刻度:取4根竹筷,首尾分別量取4.5公分,並用皮筋將竹筷在標記處紮起。

  製作方形框:將筷子兩兩連接起來,組成正方形。注意第四個角皮筋捆紮的方式。皮筋掛在一根竹筷上,將皮筋拉開纏繞,最終掛回到起始的竹筷上。正方形就搭好了。重復以上步驟再做一個正方形。

  加固正方形:取其中一個正方形在對角線的位置紮上竹筷,加固正方形。

  組裝支架:將兩個正方形的一邊對齊,用橡皮筋固定。再將兩個正方形打開到約60度,左右兩邊分別綁上用於支撐的竹筷,形成三棱柱。調整形狀。

  製作投石臂:將勺子和竹筷綁在一起,增加投石臂的長度。注意皮筋捆紮的方式。

  安裝投石臂:將投石臂的末端與支架下橫梁相連接,作為投石臂的支點。注意皮筋捆紮的方式。在上橫梁綁上兩根皮筋,作為投石臂的動力。投石車就完成啦!

  思考與拓展

  雖然投石機有很多種,但都利用到杠桿。初中物理學中把一根在力的作用下可繞固定點轉動的硬棒叫做杠桿。杠桿的支點不一定在中間,可分為費力杠桿、省力杠桿和等臂杠桿。利用杠桿時,如果想要省力,應使用動力臂比阻力臂長的杠桿;如果想要省距離,則使用動力臂比阻力臂短的杠桿。

  在投石機中,投擲物到支點的距離(阻力臂)大於施力點到支點的距離(動力臂),因此投石機是利用費力杠桿的原理設計的。費力杠桿並非真正「費力」,而是節省動力移動的距離。這樣在移動很小的情況下,可以使投擲物的距離移動很多,從而達到將石頭投擲至更遠地方的目的。

  那如何提高投石機投擲的精準度呢?你會怎樣改進?

  圖片、視頻來源於長寧少科站

  文字:程清慧

  編輯:高 琴