YU'S SCIENCE NOTEBOOK / 05
小小滑輪實驗桌
拉一拉、量一量,力和距離怎麼交換?

今天的任務
同一個 10 N 重物,升高 20 cm。
先試定滑輪,再試動滑輪。完成兩輪後,用自己的紀錄找答案。
- 1定滑輪
- 2動滑輪
- 3算一算
- 4說明
OBSERVE · 動手觀察
定滑輪:輪軸留在原位
在哪裡:
選一套裝置,從懸空的 0 cm 參考位置開始。
定滑輪:把手向下拉,重物向上升。也可以使用下方提升按鈕。
繩張力 N
本輪提升時的模型讀值
重物升高 cm
目標 20 cm
繩端移動 cm
不是繩的總長
固定器保持中 · 繩張力模型值
開始後,升高到 20 cm 才能收下。
先看懂這套理想模型
重物固定 10 N,g=10 N/kg。本模型控制位移,不模擬啟動、停止或加速度;顯示理想等速提升的繩張力。忽略繩、滑輪與拉力計重量,繩不伸長、無摩擦。
停手時,模擬固定器鎖住拉力計外側把手。它不是你的手;固定時的讀值仍是繩張力模型值。0 cm 是懸空參考位置,不是桌面支撐。
本輪只做提升,可停下再拉。真實裝置可以下降,但下降與正負功留待延伸課程。
鍵盤:把手上的 ↓ 提升 1 cm,Shift+↓ 提升 5 cm;↑ 不下降。Esc 取消拖曳。
COMPARE · 用證據說話
較省力,有沒有較省功?
先完成定滑輪與動滑輪各一輪,這裡就能一起比較。
第4步 · 用你的兩筆數字說明
哪種裝置較省力?拉繩距離怎樣改變?這和功有什麼關係?
看看理想模型怎麼解釋
動滑輪的拉力減半,繩端移動距離加倍;兩種裝置把相同重物提升相同高度,理想輸入功與輸出功相等。省力,不代表省功。真實裝置有摩擦等損耗,所需輸入功通常更多。
完成本次兩輪模擬比較!
你已留下觀察、核對計算並寫下解釋;這不代表已熟練真實滑輪操作。