有關槓桿。滑輪。輪軸（（５點

Question

槓桿、滑輪、輪軸：
　一、物品名稱
　二、照片
　三、原理介紹
　四、生活中的運用
　五、參考資料

Answer 1

桿槓:凡可繞著一固定點而轉動的硬棒，均可視為「槓桿」。

支點:槓桿轉動時所繞的固定點即為「支點」。
施力與施力臂:吾人施於槓桿上的力，稱為「施力」。施力的作用線到支點的垂直距離，叫做「施力臂」。
抗力與抗力臂:槓桿所受阻力，稱為「抗力」。抗力的作用線到支點的垂直距離，叫做「抗力臂」。

槓桿的種類： 根據支點、施力點、抗力點的相關位置可區分成下列三種。




第一類槓桿：
支點位於施力點與抗力點之間。剪刀及拔釘鎚即屬於此類槓桿。


圖片參考：http://content.edu.tw/junior/phy_chem/ty_lk/std/content/enage/cph17/image/lever-1.jpg


第二類槓桿：
抗力點位於支點及施力點之間。手推車、胡桃鉗、開瓶器、裁紙刀即屬此類槓桿。
重要優點在於可以較小力量舉起或移動較重的重物。


圖片參考：http://content.edu.tw/junior/phy_chem/ty_lk/std/content/enage/cph17/image/lever-2.jpg


第三類槓桿：
施力點位於支點及抗力點之間。彎曲在肘部的手臂、鑷子、筷子、掃帚即屬此類槓桿。
優點在於增加施力所推動物體的速度，所移動物體的距離較第二類槓桿所移動的距離遠。


圖片參考：http://content.edu.tw/junior/phy_chem/ty_lk/std/content/enage/cph17/image/lever-3.jpg
輪軸:由兩個半徑不等的圓輪，固定在同一軸心上，這種機械稱為輪軸。

圖片參考：http://content.edu.tw/junior/phy_chem/ty_lk/std/content/enage/cph17/image/wheel.jpg


輪軸事實上是槓桿的變體，若把軸心當做支點，則輪半徑R是輪上作用力的力臂，而軸半徑r是軸上作用力的力臂，此時的輪軸恰為支點在中間的槓桿。
輪軸的應用:
(1)若施力在輪上時，由於施力臂較大，因此施力會小於抗力，此時的輪軸必省力，而代價則是施力移動距離加長。
(2)若施力在軸上時，由於施力臂較小，因此施力會大於抗力，此時的輪軸必費力，但施力的移動距離較短。
(3)門的喇叭鎖是輪與軸的例子。圓形把手的半徑較穿過門的心軸為大。使我們能以較小作用力來旋轉心軸。若是取掉圓形把手只靠心軸本身來旋轉，將發現沒有輪軸機械的幫助，旋轉軸心非常困難。其他如：方向盤、螺絲起子等也是輪軸的應用。
滑輪:邊緣有凹槽，能繞中心軸自由旋轉的心輪，稱為「滑輪」，可分為定滑輪與動滑輪兩種。


定滑輪:滑輪的軸固定不動的，稱為「定滑輪」。


圖片參考：http://content.edu.tw/junior/phy_chem/ty_lk/std/content/enage/cph17/image/pulley-f.jpg
(1)定滑輪可視為支點在中間，且兩臂等長的槓桿應用。以定滑輪吊起重物時，繩上施力與物重相等，即不會省力。
(2)使用定滑輪吊起物體時，只是為了改變力的作用方向，達到操作方便的目的。
(3)使用定滑輪時，繩子拉力的方向和拉力的大小無關，此因拉力的方向總是和臂垂直，故物體被拉升的方向與拉繩子的方向無關。
動滑輪:滑輪的軸可隨物體上下移動)，稱為「動滑輪」。


圖片參考：http://content.edu.tw/junior/phy_chem/ty_lk/std/content/enage/cph17/image/pulley-m.jpg
(1)動滑輪可視為抗力點在中間，且施力臂為抗力臂兩倍長的槓桿的應用。
(2)以動滑輪吊升物體時，繩上施力的大小約為物重的一半，可以達到省力的效果。
(3)使用動滑輪時，拉力的大小和拉繩的方向有關。拉力F的大小視拉繩方向和垂直方向之夾角的增加而增大。
http://content.edu.tw/junior/phy_chem/ty_lk/std/content/enage/cph17/cphh4.htm