#最熱門的STEAM生活科學團購 ~ 3/14(日)止【STEAM生活科學小創客 (共31個機械手作教案)】
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三大系列31個教案，剛好可以規劃一個學期全部玩完
【三大系列】
⭕ 系列一: 好好玩的生活科學(3個主題14個教案)
1⃣ 好好玩的生活科學1：有趣的簡單機械與教學實驗
▶ 5種科學實驗 - 認識 #力學基礎 #槓桿原理
1. 翹翹板
2. 伸縮鉗子(剪刀)
3. 投籃機
4. 動定滑輪
5. 賽車
📘 小筆記：
簡單機械指的是機械中最基本的單位。它是我們生活中一切科技發展的基礎與最基本的元件，也是孩子接觸牛頓力學（向量力學）前的重要前導。簡單機械共包含了有（1）桿槓（2）輪軸（3）滑輪（4）斜面（5）螺旋，幾種基本元件組合而成的。人類從古至今，就一直利用這些簡單機械的基本元件，發展出能幫助我們生活更便利、更省時省力的複雜機械。現在，就讓我們帶領著孩子，一起進入到我們生活中去看看與學習這些有趣又好玩的生活科學吧！
2⃣ 好好玩的生活科學2：有趣的動力傳動學習與教學實驗
▶ 5種科學實驗 - 認識 #動力傳送 (齒輪傳動+鏈條傳動+皮帶傳動+液體傳動)
1. 齒輪
2. 行星齒輪
3. 鏈條傳動+皮帶傳動
4. 坦克車
5. 液壓升降台
📘 小筆記：
動力傳送就是將某一種物品產生的力量，傳至另一個地方。它包含了風力、水力、人力、電力、火力……等等。動力傳送最大的用途，就是將所有力量，經過動能轉換成機械能，幫助我們達到省力、省時，改變運動方向，使操作簡便的機械。其中，最為簡單、也最為我們常見的就是齒輪組的運用。
3⃣好好玩的生活科學3：運動定律的學習與教學實驗 - 認識 #運動力學
1. 伽利略單擺
2. 戰鬥陀螺
3. 重力小車
4. 風力車
📘 小筆記：
運動定律就是施加於物體的外力與物體所呈現出的運動彼此之間的關係。大家最熟悉的就是牛頓的三大運動定律，以及伽利略的單擺運動。
⭕ 系列二：小創客的科學教育與實驗製作系列(13個主題)
1⃣ 3合1液壓挖土機 #槓桿原理 #帕斯卡原理
📘 小筆記：
3合1液壓挖土機有挖土機、抓魚爪、破壞夾三種可以交換的工具頭。組裝過程可以體驗挖土機手臂利用流體（液態）傳送所產生的動力，並且在槓桿原理的輔助運用下，達到力量放大，以及真實的實踐「槓桿原理」及「帕斯卡原理」
2⃣ 四輪驅動車 #輪軸原理
📘 小筆記：
輪軸是由兩個不同大小的圓輪，固定在同一軸心上，這種機械稱為輪軸。大圈的圓叫「輪」，小圈的圓叫「軸」，輪軸是槓桿的變型運用。組裝過程中可以認識到兩個後輪的「輪軸原理」及利用皮帶，驅使後輪帶動前輪的動力傳送構造
3⃣ 雙翼滑行機 #輪軸原理
📘小筆記：
雙翼滑行機是利用螺旋槳使飛機滑行的原理。螺旋槳是一種有中央輻射形槳葉的裝置，每一槳葉都組成螺旋面的一部分。早期英國人把螺旋槳稱為「空氣螺絲」，因為扭轉的螺旋槳葉片就跟一般的螺絲有著相似的原理，它的運動方式是旋轉向下又向前
4⃣ 可愛機器狗 #槓桿偏心輪軸原理
📘 小筆記：
偏心輪軸指的是輪與軸的中心點位置不在旋轉點上，一般指的是圓形輪，當圓形沒有繞著自己的中心旋轉，就成了偏心輪軸。一般來說偏心輪主要的目的是產生振動即可，像是我們手機裡面的振動器都是用偏心輪，來達到震動模式。組裝過程可以認識到偏心輪軸所產生的推力以及槓桿原理，機器狗前腳帶動後腳，使機器狗能夠向前走動的原理。小朋友還可以調整偏心輪軸的角度，觀察這將會使機器狗走動時，產生如何的改變喔！
5⃣ 手持吸塵器 #大氣壓力原理
📘小筆記：
吸塵器的原理是利用風葉片在馬達上高速運轉，在內部將空氣抽走，使吸塵器內部的大氣壓力與吸塵器外部的大氣壓力相比之下，產生負壓，從而將吸塵器外部的灰塵、細小垃圾等物質經吸入吸塵器內，達成吸取灰塵的目的
6⃣ 水陸兩用車 #大氣壓力與浮力原理
📘 小筆記：
水陸兩用車就是利用浮力，以及螺旋槳使車子滑行的原理。當螺旋槳在水中或空氣中旋轉時，就產生拉（推）力，使車子、船或飛機作前進運動。這也是利用大氣壓力所形成的的一種動力。空氣流過螺旋槳時，會使一側的壓力小於另一側，這會產生一個向較低壓力方向的反作用力，促使雙翼滑行機向前滑行。水陸兩用車遊戲過程中，除了認識到螺旋槳所產生的推力，更能認識到水的浮力，以及空氣中作用力與反作用力的運用喔！
7⃣ 工程壓路機 #輪軸傳送 #重力與壓力
📘 小筆記：
壓路機擁有著巨大的滾輪，是用於道路、機場跑道、等大型工程壓實地面作業的工程車輛。它的作用是藉由壓路機鋼輪的重量，來壓密物體表面(利用壓力來滾壓)
8⃣ 鋼琴音樂盒 #彈性物體變形與動能轉換 #槓桿力矩
📘小筆記：
當音樂盒發條被上緊時，發條前端的槓桿力矩最長，發條前端輸出的力量也最大。運行一段時間後，緊緊盤在發條軸上的發條會慢慢鬆開，它的能量隨之下降。當能量即將耗盡時，發條末端的槓桿力矩最短，力矩也最小，輸出的力量也隨之變小，直至發條恢復原狀為止
9⃣ 紙飛機發射器 #認識輪軸與磨擦力
📘 小筆記：
紙飛機發射器是利用兩個圓輪與紙飛機之間的摩擦力，來固定住紙飛機（所謂摩擦力，是指一物體在另一個物體表面上滑動或將要滑動時，這兩個物體在接觸面上會產生阻止相對運動的作用力，這種作用力稱為摩擦力。試試看用不同厚度的紙張摺紙飛機，看看紙飛機與發射輪在不同摩擦力之下，會有什麼樣不同的反應及效果
🔟 古代明輪船 #齒輪傳送以及輪軸原理 #體驗水的浮力 #作用與反作用定律
📘小筆記：
明輪船是指在船的兩側裝有類似輪子、能旋轉的槳輪，由於槳輪的一部分露在水面上邊，因此被稱為明輪船。當流體的浮力＞物體的重力（密度）時，物體將會上浮。當明輪船的槳輪在水中旋轉時，會對水產生一股推力（作用力），同時，水也會以反方向對槳輪產生一股反作用力，使船作前進運動。
❶❶ 旋轉木馬音樂盒 #槓桿力矩原理
📘小筆記：
遊戲過程中可以學習到發條的工作原理是屬於槓桿力矩原理而運作的：當發條被上緊時，此時發條前端的槓桿力矩最長，所以發條前端輸出的力量也最大。運行一段時間後，緊緊盤在發條軸上的發條會慢慢鬆開，它的能量隨之下降。當能量即將耗盡時，發條末端的槓桿力矩最短，所以力矩也最小，因此輸出的力量也隨之變小，直至發條恢復原狀為止。
❶❷ 浪漫的摩天輪 #動力傳送 #槓桿力矩原理
📘小筆記：
遊戲過程中可以學習「皮帶」所產生的動力傳送，以及槓桿力矩原理而運作的發條工作原理：當發條被上緊時，發條前端的槓桿力矩最長，所以發條前端輸出的力量也最大。運行一段時間後，緊緊盤在發條軸上的發條會慢慢鬆開，它的能量隨之下降。當能量即將耗盡時，發條末端的槓桿力矩最短，所以力矩也最小，因此輸出的力量也隨之變小，直至發條恢復原狀為止。
❶❸ 消防雲梯車 #巴斯卡原理 #流體力學
📘小筆記：
消防車又稱救火車，是專門用作滅火或其他緊急用途的救災車輛。按功能可分為抽水車、雲梯車、搶救車及其他專門及支援車輛。消防雲梯車是屬於消防的高空作業車，通常被用於高空灑水及救人。雲梯的主要運作方式，是利用了流體力學中的巴斯卡原理（液壓傳動），來操作雲梯的伸縮。
⭕系列三: 讓孩子著迷的遊戲製作與實驗(4個主題)
#認識偏心輪軸的推力 #槓桿原理
1⃣ 腕龍
2⃣ 無齒翼龍
3⃣ 三角龍
4⃣ 暴龍
#STEAM #SCENICE #TECHNOLOGY #ENGINEERING #ART #MATHEMATICS #科學 #科技 #工程 #藝術 #數學 #小創客
齒輪傳送以及輪軸原理 在 Re: [請益] 齒輪的問題- 精華區CS_TEACHER 的推薦與評價
※ 引述《licklabium (終於要結束了)》之銘言：
: 今天講到齒輪時，突然想到一個問題
: 如果大、小不同的齒輪相連接
: 轉動大齒輪帶動小齒輪，和轉動大齒輪帶動小齒輪
: 會有何不同呢?
: 我上網查了一下，是說
: 轉動大齒輪帶動小齒輪，是省時費力
: 轉動小齒輪帶動大齒輪，是省力費時
: 但是一般解釋這個都是用腳踏車原理來解釋
: 腳踏車踏板的長度，和後輪輪胎的半徑都是固定的
: 才會出現網路上所說的答案
: 如果只單純看兩個大小不同的齒輪
: 大齒輪轉的圈數少，小齒輪轉的圈數多
: 但是兩個齒輪所轉過的周長總長應該是相同的
: 因此做功相同，應該施力也是相同的，不是嗎?
: 因此單純兩個大小不同的齒輪相連接，應該是不省力也不省時吧
: 還是我想的有錯呢?麻煩大家幫我解惑一下，感謝~
節錄自網路文章https://infoedu.tjsps.tpc.edu.tw/96/nu_ppt/nu_06.ppt
腳踏板和大齒輪的構造，是以輪帶動軸，會省力；
小齒輪和後車輪的構造，是以軸帶動輪，會費力。
大齒輪靠鏈條帶動小齒輪轉動，但是大齒輪轉一圈，小齒輪會轉好幾圈。
所以腳踩一圈，後車輪會轉好幾圈。
因為只要腳踩一小圈，車子可以前進很長的距離，雖然很費力，
但可以節省時間，故腳踏車是一種費力但省時的交通工具。
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L兄的觀點：大齒輪帶動小齒輪的部分，是不省力、不省時。
CK兄的觀點：以物理來看的話，大齒輪有較大的半徑(R) ,τ= F x r,
半徑越大,產生的力矩就越大，所以轉動大齒輪比轉動小齒輪費力
如果以網路那邊文章的觀點來看，應該會比較傾向L兄的說法。
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腳踏 齒輪甲 鍊條 齒輪乙 輪胎
(固定) (可變) (可變) (固定)
輸入F1 輸出F2 傳送 輸入F3 輸出F4
case1: 30cm 10cm(大) 5cm(小) 100cm
10kgw 30kgw 30kgw 1.5kgw 輸入10kgw，得1.5kgw
很費力！（很省時）
case2: 30cm 5cm(小) 10cm(大) 100cm
10kgw 60kgw 60kgw 6 kgw 輸入10kgw，得6kgw
不是那麼費力
其中case2：適合腳踏車要啟動時，前面齒輪小，後面齒輪大（不是那麼費力）
case1： 前面齒輪大，後面齒輪小（挺費力的，可是踩一圈
會覺得可以跑比較遠）
然而，運用了 齒輪為不省力裝置
所以才能在計算這兩個case的時候，使用 輸出F2=輸入F3
1. L兄、CK兄的相異點，不知是否在鍊條那個部分？（鍊條型齒輪省不省力？）
2. L兄提出的 只有拿出兩個齒輪去比較
這小的還沒想到有那個裝置，只有單純用到兩個齒輪（施力啥都在齒輪上）
腳踏車、手錶的齒輪，基本上都是 輪軸 型的齒輪，施力可能在該齒輪的輪or軸
3. 阿...看在小的很用心地畫醜醜齒輪的份上，如果內容有錯，請鞭小力些...^^"
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