如果有一件很重的东西,需要你把它拿到另外一个地方去,你是想累得满头大汗自己搬呢,还是用一个最科学和最明智的方法,而不花费太大的力气来完成这项任务?使用滑轮就是一个不错的选择。
游戏所需物品:
两把椅子
铁丝衣架
一个空线团
一个扫把柄
一把剪刀
一段长为3米的绳子
一本书
游戏步骤:
1.组装简易滑轮:把铁丝衣架的颈部拉开,从末端穿入线团,把线团移到中央,再把衣架拉回原状;
2.把椅子背对背摆好,中间放扫把柄;
3.在扫把柄上绑个绳环,来拉住滑轮;
4.剪一条1.2米长的绳子,把它绑在书上,再拉到滑轮上;
5.把线拉下来,升起书本。
游戏中的科学:
滑轮是一种能改变力的方向的重要工具,它的工作原理就如游戏所演示的一般,非常简单,但它的功用却非常大。滑轮的这种改变移动方向的能力,能让我们铺设大桥、盖起高大的建筑物。事实上采用多组滑轮一起工作还会更加省力,但游戏中的这组滑轮并没有使你省力。
科学小常识:神奇的滑轮
早在一千五百年前埃及人就知道使用滑轮了,约从公元前五世纪起,希腊人便开始使用滑轮在船上或戏院中工作,帮助人类节省体力。滑轮通常是一个具有沟槽边缘的心轮,沟槽上有绳子通过以利于人工操作。常用于省力的举起重物,或为了方便而改变施力点和方向。不过阿基米德用科学的思维给滑轮做了一个准确的定义并将其发扬光大。
滑轮的种类有两种,分别是定滑轮、动滑轮。对定滑轮和动滑轮的判定,主要看滑轮工作时,滑轮的轴是否随物体一起移动。如果物体移动时,滑轮的轴不随物体一起移动,则该滑轮为定滑轮;如与物体一起移动,则该滑轮为动滑轮。定滑轮的好处是可以改变动力的方向,动滑轮的好处是可以省一半力。
使用定滑轮提升重物时,在定滑轮所在的平面上,无论拉力方向如何,拉力的大小都一样。因为定滑轮是杠杆类简单机械,其支点是在定滑轮的轴上,而拉力的方向是沿着定滑轮的切线方向,其力臂的长总是等于定滑轮的半径r,所以拉力的大小都一样。
定滑轮和动滑轮可用许多不同组合方式得到滑轮组,不同的滑轮组有不同的机械利益比。换个说法,滑轮系统中机械利益比是由滑轮的数目与组成位置而决定。