【滑輪與軸輪】
◎定滑輪 滑輪和物品位置固定不動的滑輪
使用定滑輪時,物體向上移動,用力的方向就要往下,且施力的大小會和物體的重量相同。
使用定滑輪工作時, 由彈簧秤測得施的力=物體的重量,所以不省力也不費力。
使用定滑輪時,物體的移動方向和施力的方向會相反。
使用定滑輪時,支點在中間施力點和抗力點在兩邊。
施力臂長度等於抗力臂長度,因此不省力也不費力。(施力臂=抗力臂)
◎動滑輪 滑輪和物品會隨著繩子移動位置
組裝動滑輪裝置時,先在滑輪下方吊掛物體,再將滑輪放在繩子上,可避免滑輪因重心不穩而掉落。
使用動滑輪時,物體的移動方向和施力的方向會相同。
彈簧秤測得施的力 <(物體+滑輪)的重量,所以是省力。
使用動滑輪時,抗力點在中間,支點和施力點在兩邊。施力臂大於抗力臂,因此是省力的工具。
動滑輪的施力臂=2倍抗力臂
定 滑 輪 |
動 滑 輪 |
滑輪位置固定不動 支點在中間,施力點和抗力點在兩邊 |
滑輪位置會隨著繩子移動 抗力點在中間,支點和施力點在兩邊 |
物體的移動方向和施力的方向會相反 |
物體的移動方向和施力的方向會相同 |
施力臂 = 抗力臂,不省力也不費力
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施力臂 > 抗力臂,省力 施力臂 = 2倍的抗力臂 |
定滑輪+動滑輪=滑輪組,可使施力和重物移動方向不同,又可省力。 (吊車、起重機、電梯、 窗簾) |
◎輪軸 具有一大圓柱(輪)和一小圓柱(軸),輪和軸固定在同一圓心上
使用時,輪和軸同步轉動,輪轉一圈軸也會轉一圈。
物體掛在軸上往上拉,因為軸的半徑小於輪的半徑, 所以用的力比物體的重量小。(費力)
物體掛在輪上往上拉,因為輪的半徑大於軸的半徑, 所以用的力比物體的重量大。(省力)
以 輪 帶 軸 (省力) |
以 軸 帶 輪 (費力) |
輪的半徑就是施力臂, 軸的半徑就是抗力臂 |
軸的半徑就是施力臂, 輪的半徑就是抗力臂 |
施力臂>抗力臂 (省力) |
施力臂<抗力臂 (費力) |
門把、扳手、水龍頭 |
擀麵棍、電風扇、摩天輪、竹蜻蜓 |
門把:轉動門把手施力的地方為輪,門把的金屬轉桿為軸
水龍頭:轉動水龍頭手把,轉的地方為輪,手把下方金屬轉桿的地方為軸
擀麵棍:轉動擀麵棍,手握住施力的地方為軸,與麵粉接觸,直徑較粗的部分為輪
電風扇:風扇中央的金屬棒的地方為軸,葉片旋轉的地方為輪
方 式 |
物 品 |
輪 |
軸 |
以輪帶軸 (省力) |
門把 |
轉動門把手施力的地方 |
門把的金屬轉桿 |
水龍頭 |
轉動水龍頭手把,轉的地方 |
手把下方金屬轉桿的地方 |
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以軸帶輪 (費力) |
擀麵棍 |
與麵粉接觸,直徑較粗的部分 |
轉動擀麵棍,手握住施力的地方 |
電風扇 |
葉片旋轉的地方 |
風扇中央的金屬棒的地方 |