鉸鏈與鐵鎚
利用重力抵抗重力？
目的
以違背直覺的方式，表達質量中心與力矩的觀念。
實驗
實驗裝置：兩塊木板中間由鉸鏈連接，其中一個木板上面固定一個可讓鐵鎚手柄穿過的手門把。
- 固定木板一端，讓另一木板受重力自然下垂。
- 找尋一個放置鐵鎚於兩塊木板之一上的方法，企圖讓兩塊木板不再成直角而是一攤平側看成直線。
×實驗演示
原理思考
- 如實驗演示所示，為什麼鉛直垂下的活板可以變成水平的位置？
×原理探究
- 不加鐵鎚時，右邊木板質心位於木板中央，重力作用其上，以鉸鏈轉軸為支點，產生順時針方向的力矩，右方活板會自然下垂。
- 加上鐵鎚後，右邊木板與鐵鎚共同的質心移至左邊木板下方，以鉸鏈轉軸為支點，則產生逆時針方向的力矩，此力矩與左邊木板邊緣的反作用力所產生的力矩抵消，而導致右方活板跑到水平位置呈平衡。
討論
- 以右邊木板門把為支點討論實驗力矩情形。
- 不用鉸鏈可做本實驗嗎？如何達成力矩平衡？
- 討論不用渡河的造橋方式。
關於實驗
有些末端有鋼球的平衡飾品即利用相同原理。
參考資料
- CENTER OF MASS – HINGED STICK PARADOX(University of Maryland Physics Lecture-Demonstration Facility)
製作
周伯渝
指導老師
易台生
撰稿
陳泰利
