合肥市科技館創新展項深化設計制作服務項目展品1-看誰滾得慢
展品尺寸:約3.0×1.2×1.5米(寬×深×高)
知識點:
外形和質量相同但是質量分布不均勻的轉輪,在相同軌道上同時向下滾落,滾落速度差異極大,有的轉輪甚至靜止在斜軌上。通過這種反經驗反直覺的現象,激發觀眾探究質量分布不均勻的圓柱體轉動慣量之間的差異,思考其背后的科學原理。
參與方式:機械互動
展項設置一個簡易天平、三個透明空心轉輪和一組三個相同規格的斜軌。轉輪外形尺寸和總質量相同,外殼透明內部中空。其內分別裝有三種不同密度的顆粒。觀眾可在天平上稱出三個轉輪重量一樣。將三個轉輪分別放置在三個斜軌的起始點卡槽內,按下釋放裝置,三個轉輪即開始沿斜軌滾落??梢杂^察到,雖然三個轉輪外形和重量都一樣,但是滾落的速度差別卻很大。還可以在天平上稱重,觀察三個轉輪質量是否相同。
設計和工藝要求:
2.0mm厚冷軋鋼板制作鈑金框體,表面金屬烤漆處理。
軌道:三組軌道,高度、傾角、長度都一樣,確保質量分布不均的輪子在相同軌道上滾落。斜軌上端的起始點設有限位裝置和同時釋放裝置,以保證觀眾在進行互動時三個輪子可以同時出發。亞克力板材使用數控雕刻機雕刻加工,表面火焰拋光處理,保證軌道整體通透性。304不銹鋼棒材使用數控機床精加工制作每個傳動結構部件以及釋放機構。
轉輪:轉輪外形尺寸相同,總質量也相同。轉輪外殼透明,內部中空。其內分別裝有三種不同顆粒。A轉輪裝滿較輕的顆粒,B轉輪裝有約2/3密度大的顆粒,C轉輪裝有約1/3密度更大的顆粒。轉輪一面有刻度標識,可讓觀眾觀察到其中顆粒多少。透明亞克力轉輪使用數控車床精加工加工后表面火焰拋光,并使用亞克力專用膠水粘接,保證粘接面無氣泡的同時,保證互動件的整體通透性;
天平:兩個托盤,中間有一指針,操作簡單,反應靈敏,穩固耐用。
其他要求:
另制作以下道具,用于開展配套教育活動:
一組兩個外形一樣,但分別裝液體和顆粒的透明空心轉輪;
一組兩個外形一樣,但質量不同的實心轉輪;
一組兩個相同的有填充口設計的透明空心轉輪;
一個計時器。