大家好,這個部分是基礎原理部分,機械入門部分,樂高官方給機械結構劃分了四個部分:齒輪,輪軸,槓桿,滑輪。上次,我們說完了最基礎簡單的部分,現在我們要進階了。我們從輪軸、槓桿、滑輪、斜面、楔子、螺釘、齒輪、凸輪、棘輪機構、結構十個方面給大家講解。已經說過的不再贅述,需要的,可以去以前內容查找。
此次講斜面、楔子、螺釘部分。
內容取自樂高官方簡單機械套裝原理模型,教學材料,需要9686套裝。
斜面:
你知道嗎?
早在數千年前,古埃及人就利用了泥土堆成的斜面,減輕了將巨石運往金字塔頂端的勞力。
難道斜面也算得上簡單機械?
沒錯,藉助斜面將物體提升至一定高度,一定會將該物體移動更長距離,但是這會比垂直向上提升該物體更加省力。
垂直向上提升一個已知的負載距離短但費力,使用斜面慢慢提升負載更省力但距離更長,這兩種方法各有利弊,需要權衡。也就是說,兩者的工作量一樣。
斜面的常見示例有斜坡、梯子和樓梯。
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原理模型一
搭建(短斜坡):
結論
此模型展示的是短斜面。鬆開負載時什麼也不會發生。動力不足以將負載提升至斜面頂端。如果再增加一個輪子,動力便能夠提升該負載。
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原理模型二
搭建(長斜面):
結論
此模型展示的是長斜面。由於斜面距離加長,傾斜度減小,因此動力能夠將負載提升至斜面頂端。
楔(xie)子:
楔子是斜面的一種改型。與斜面不同,楔子可以移動。
楔子可以有一個或兩個坡面。用力取決於楔子的長度和寬度之間的關係,以及斜面。
楔子的常見示例包括斧頭、小刀等。
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原理模型一:
搭建:
結論
此模型展示的是具有長坡面的單楔。由於該楔子的角度小,因此抬起負載所需的力小。
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原理模型二:
搭建:
結論
此模型展示的是具有短坡面的單楔。由於其坡面的傾角大,因此相比前一個楔子需要用更大的力來抬起負載。但它的運動距離也較短。
螺釘:
螺釘是斜面的一種改型。螺釘的螺紋就像是環繞圓柱體的斜面。螺紋的寬度就像是斜面的角度。
螺釘的螺距越細小,所需的轉數越多,但也會更輕鬆地釘入螺釘。負載是木材對螺釘施加的摩擦力和其他力。
將一個螺釘擰入一塊木頭時,就像是將該長斜面旋進該負載中。轉動螺絲刀的力會被轉換成將螺釘擰入物體的垂直作用力。螺釘在一次完整旋轉中移動的距離取決於螺距。
螺距是指螺釘每釐米的螺紋數量。如果一個螺釘每釐米有8個螺紋,則該螺釘的螺距為1/8。螺距為1/8的螺釘在一次完整旋轉中能夠向物體中移動1/8釐米的距離。
螺釘的常見示例有螺釘、螺絲錐和鑽子。
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原理模型
搭建(螺釘):
結論
此模型利用蝸輪螺紋來演示螺釘的原理。當轉動把手時,螺釘會以90°角將齒輪移過。運動速度明顯減少。
今天的進階:斜面、楔子和螺釘部分就說完了,應用部分以後再說,我們先把基礎搞定。
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