喞筒

早期尚無供應自來水時為了灌溉農耕之用遂發明了打井取水技術,人類開始離岸而居,甚至居於丘陵之上。近兩三百年來,發明了手動槓桿的空氣唧筒,取水自然就方便多了。手動槓桿的汲水唧筒結構巧妙,抽水能力相當高,是電力抽水機推廣以前我國農村使用最廣泛的排灌工具。

比利神槍

比利神槍是利用「壓上唧筒」的原 理,加上槓桿作用上下推動,藉由 活塞提起的力量將井水或低處的水 源抽取,當下壓時水由槍口噴出。

埃及豔后拱橋

拱橋運用力學『形抗原理』築成,利用拱形本身具有的上推力量,來承受橋面上車輛或行人的重力,同時也具有美學作用。但石砌拱橋必須精確計算石材間的接合,來造成上述的推力,一旦計算錯誤,不但無法承重,整座橋會解體。

歷史記載上最早的拱橋便是 中國人所建『蘇州橋』。它 是在墩台之間以弧形的構 建來承載重量。弧形受力 時,它要把向下的垂直重 力,通過橋拱的弧形分解成 水平壓力,如此可確保橋樑 的自重及載重,由下一層石 塊的抗壓力來擔負拱形結構 應用:土窯,拱門等。

愛因斯坦實驗室

當我們走進傾斜屋時會發現室內的水平改變了,但是重力的方向並沒有改變,所以身體平衡會有適應上的困難。再加上在密閉的傾斜屋內看不到外面的環境,無法比較判斷房屋的正斜,才會產生身體不能與室內環境協調的困難,自然會搖搖晃晃站不穩。

轆轤

轆轤是古代水井的汲水用具,利用滑輪原理把水井的水打上來,小朋友來試試看這個原理吧!你可以輕易的把一個大人拉起來。

曹沖秤

在春秋戰國時期,秤已經廣泛的被使用。秤通常使用在市場的買賣行為中運用於重量的量測。曹沖是曹操最小的兒子,從小智慧過人。《曹沖秤象》是民間廣為流傳歷史故事。

浮力的應用: 浮力的應用非常廣泛,例如船舶、潛水艇等,其中潛水艇就是利用艙內水的排放,使重量與體積比的改變來控制升降。

◎ 親愛的好朋友您知道嗎?我們可以利用船舶「吃水」的高低來判斷船艙的狀況。

⼀起來猜⼀猜 :「吃水越高」是空的船艙? 還是滿載呢?!

白努力定理

一、
白努力定律:動能+壓力=定 值。當液體流速減少時,壓力 便會增加。白努力定律簡單的 說就是"流體流速愈大 壓力愈 小"。
二、
白努力效應說明了流體的流速 越大,該處的壓力越小。流速 快時,氣流中的壓力,就比周 圍的壓力低,以致形成一股可 以吸引物體往該氣流移動的力量。

混沌擺

◎混沌理論(Chaos Theory)
一、
混沌理論是1970年代後興起 的典範。混沌的定義:「混沌」 是指雜亂、不規則而隨機變化 的現象,即情境的實況不明, 以致無法進行預測的現象。其 基本理念認為自然與社會系 統含有隨機性、非線性、無序 性與不確定性,很難依循一定 規則予以完全預測或控制,均 與傳統牛頓式典範有所不同。
二、
利用渾沌擺觀察連串擺錘所呈 現之不可預測運動,藉此了解 與線性理論之差異。早在數千 年前,人類就已經發現自然界 的混沌現象。但是,近代文明 卻以量化、機械式的標準來衡 量世界,意圖藉由征服和控制 ,剷除心中的不確定感。「一 切都在掌控之中」的觀念深植 人心,已經成為現代人行為的 一部分。三十年前,科學家首 度提出混沌理論,顯示了「控 制」只是個幻覺,大自然的混 沌系統遠超過人類所能預測和 控制的範圍。我們非但無須抗 拒生命的不確定性,反而應該 與混沌共存,讓我們有機會過 另一種生活,不再是大自然的 控制者,而是充滿創意的參與 者。

阿基米德浮力球

物體在液體中所減輕的重量(即所受的浮力),等於該物體所排開液體的重量,這關係稱為亞基米得原理或稱浮力原理。即無論是沉體或是浮體,物體在液體內所受的浮力=物體所排開液體的重量。

錐體上滾

雙錐體並沒有違反重力往下(地心)的原則,而是由於構造造成的錯覺。 註解:一般的圓柱體在會從上往下滾,但是雙錐體在這個斜坡卻低處往上跑。雙錐體是對稱結構,所以重心在中心點。雙錐體利用重心的不同與形狀的差異使得雙錐體向斜坡上滾動,但圓柱體卻正常的向斜坡下滾動。

一、
調整兩條木棍以v自行張開 約45度,放上雙錐體及圓柱, 觀察兩者於斜面上的運 情形及差異。
二、
因為造型關係使雙錐體在這 斜坡會由低處往高跑,但是仔細觀察後發現,雙椎體的質心依舊由高往低處跑,並無違背物理原理。
三、
反重力魔術效果。

離心力

小朋友,想想看什麼是離心力呢?和我們生活有什麼相關呢?其實,離心力,是物體作圓周運動而產生向心力的反作用力,物體在快速繞著一個圓旋轉的時候,會產生一股向外跑的力量,而這股力量就較離心力,所以離心力又稱做圓周運動。離心力是在兩種條件下產生的,是由物體的慣性運動力和中心束縛力交織在一起產生的,擺脫中心束縛力的物質便離心而去。

洗衣機的脫水桶是使用離心運動的原理。所以洗衣機在旋轉時,衣服中的水滴就會受到離心力的影響而離開衣服。

滑輪

在您前面的模型是三種基本的滑輪組合形式 :

  • 定滑輪 Fixed Pulley
  • 雙滑輪 Double Pulley
  • 多滑輪組 Multiple Pulley Set

定滑輪 Fixed Pulley
使用定滑輪(黃色滑輪與紅色滑輪均為定滑輪)它並不能省力,只能改變方向。

雙滑輪 Double Pulley
當(紅色)定滑輪加上(綠色)動滑輪,組成了雙滑輪時,它的機械利益是,只要用原來所需力量的一半,但物體上升的高度,只有使用定滑輪時物體上升高度的二分之一。

多滑輪組 Multiple Pulley Set
除了黃色定滑輪外的紅、綠三個滑輪,組成了多滑輪組時的機械利益是,只要用原來所需力量的三分之一,就可以把物體拉起但是物體上升高度也只有使用定滑輪時的三分之一。

唐吉訶德天上水

咦!水龍頭的後面沒有水管,卻有源源不斷的水從水龍頭流出來。神奇的唐吉軻德天上水到底隱藏著什麼秘密呢?

生活周遭到處都有水的存在,從生活經驗得知,水會從高處向低處流動。透過毛細現象、虹吸現象則可讓小水滴展開往其他方向的旅行。在唐吉軻德天上水則藉由機械力為動能,將水從透明管中向上抽取,再從水管外側流下來。我們就會錯視為沒有水管的水龍頭卻有水不斷的流出來噢!

千手運球

宇宙中任何兩個物體互相吸引的引力,我們叫它「萬有引力」,在地球上的「萬有引力」我們叫它「地球引力」-物體所受地球引力的大小就是一般通稱的「重量」,引力的大小隨兩物體間距離的平方成反比。

先使用勺子將球舀進第一個的竹筒型槽中,然後旋轉連接竹筒型 槽的握把,運用接力的方式,將球運送至對面的籃球框內,當音樂響起 時,恭禧、恭禧您已過關了。