雙錐滾動
由低往高爬？
目的
表現重心與滾動的關係。
實驗
實驗裝置：一個V字型的軌道，將V字型尖端放在桌面上，另一端抬高固定。將兩個圓錐底面連結，成為一個雙錐。
將雙錐橫跨放置於V型軌道上較低的一端，觀察其滾動方式。
×實驗演示
原理思考
- 雙錐為何會由高度低的地方向高的地方滾動？
- 雙錐的錐角、V型軌道開角與軌道斜角對本實驗有何影響？
×原理探究
當雙錐放置於V型軌道上，雙錐的質量中心以及與軌道的接觸點如右圖；以接觸點為支點，重力的力矩作用使雙錐轉動。圖中垂直方向受力抵消，僅橫向有淨力矩。雖然視覺上雙錐沿軌道向上滾動，但其質量中心則向下移動。
舉例如下：
-
錐角8°、開角15°、斜角1°，雙錐向軌道面上滾。
- 錐角3°、開角15°、斜角1°，雙錐向軌道面下滾。
- 錐角8°、開角6°、斜角1°，雙錐向軌道面下滾。
- 錐角8°、開角15°、斜角13°，雙錐向軌道面下滾。
討論
- 比較一般圓柱或輪子在斜面上滾動與本實驗有何不同？
- 雙錐錐角大、軌道開角大、軌道斜角小是向上滾的條件嗎？
- 如果沒有摩擦力，結果會如何？
- 雙錐爬到何處會停止？會再滾回來？
- 若雙錐中的一錐為空心，一錐為實心，結果如何？
- 如果雙錐以尖端部分相連結來做實驗，結果如何？
關於實驗
可以將兩個塑膠漏斗開口部分用膠帶黏住，以筷子做軌道架在書本上做本實驗。
參考資料
- DOUBLE CONE (University of Maryland Physics Lecture-Demonstration Facility)
製作
v.1 周瑞星
指導老師
易台生、陳泰利
撰稿
陳泰利
