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機械與生活 目錄 1) 簡介 2)槓桿 3)斜面 4)滾子 5)滑輪 6)齒輪 7)手工具或簡單機械之傷害 簡介 凡能使我們省力或得到方便的工具，都可稱為「機械」。 使用機械的目的:省力、或加快速度(省時)、或操作方便(改變力的方向)，使用機械絕對不能省功，也不會產生功，而只能傳遞或轉換功和能。 常用的機械大都是由槓桿、輪軸、滑輪以及斜面等幾種基本元件組合而成的。 槓桿 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、力點與力臂:人施於槓桿上的力，稱為「施力」。施力的位置稱為「力點」。 力點到支點的垂直距離，叫做「力臂」。 重點與重臂:和負荷物接觸的點，稱為「重點」。 重點到支點的垂直距離，叫做「重臂」。 槓桿的種類： 根據支點、力點、重點的相關位置可區分成下列三種。 第一類槓桿 支點位於力點與重點之間。剪刀及拔釘鎚即屬於此類槓桿。 第二類槓桿 重點位於支點及力點之間。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。 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。 斜面(1) 和水平面成傾斜的光滑平面，稱為「斜面」。以斜面裝置拉動滑車至高處的施力，比直接吊起滑車至高處的施力要小，也就是說，斜面可以用較小的力將物體檯至高處。 斜面愈長或斜面高愈短即斜角愈小，則愈省力。 斜面的應用:(1)日常生活中有很多事物應用斜面的原理而達到省力的目的，如樓梯、蜿蜒而上的山路等。 斜面(2) (2)若將兩個斜面結合在一起，則形成一種稱為楔(或稱為劈)的簡易機器。楔在切割並分裂東西非常有用。刀、斧及人類門牙均為楔的例子。 斜面(3) 若將斜面圍繞在圓柱上，則形成稱為螺旋的簡易機器。常用來鎖住物體的螺絲、附螺紋的瓶蓋、螺旋式汽車千斤頂等都是應用螺旋的裝置。 滾子 當一件物體在另一件物體表面滑動時，便會產生摩擦力，阻礙物體的滑動。裝了滾子的物體，可減少物體移動時所產生的摩擦力，所以比較省力。 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」。 動滑輪:滑輪的軸可隨物體上下移動，稱為「動滑輪」。 定滑輪 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 (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。拉力的大 小視拉繩方向和垂直方向之夾 角的增加而增大。 齒輪 齒輪主要的功用:是改變機械速度，或運動方向。利果用大齒輪去帶動小齒輪能產生較快的速度。如果用小齒輪去帶動大齒輪，大齒輪的轉動雖然慢了，但卻會產生較大的動力。 手工具或簡單機械之傷害 一般的高中實驗很少用到較危險的機械，但即使是簡單的機械器具仍可能導致傷害，較重要者為用法、材質、規格必須適合。 手工具或簡單機械之傷害(2) 用法 螺絲起子不可以作為鑿子之代用品，否則易破壞起子。較重的板手等等也不可作為釘鎚。用法不當的結果，常使得器材受損或是器具滑脫而使人受傷。 材質 材質不佳之器材最好不要使用，因為常會因強度不足而斷裂或滑脫，亦為潛在傷害原因之一。材質如何判斷？其實由外觀不一定容易判斷，但至少不要買路邊超廉價貨品來作為實驗工具。 手工具或簡單機械之傷害(3) 規格 一般機械零件如螺絲等有公制與英制之分，有時某些規格大小十分近似，