合肥市科技館創(chuàng)新展項深化設(shè)計制作服務(wù)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(zhì)量相同但是質(zhì)量分布不均勻的轉(zhuǎn)輪,在相同軌道上同時向下滾落,滾落速度差異極大,有的轉(zhuǎn)輪甚至靜止在斜軌上。通過這種反經(jīng)驗反直覺的現(xiàn)象,激發(fā)觀眾探究質(zhì)量分布不均勻的圓柱體轉(zhuǎn)動慣量之間的差異,思考其背后的科學(xué)原理。
參與方式:機械互動
展項設(shè)置一個簡易天平、三個透明空心轉(zhuǎn)輪和一組三個相同規(guī)格的斜軌。轉(zhuǎn)輪外形尺寸和總質(zhì)量相同,外殼透明內(nèi)部中空。其內(nèi)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(zhuǎn)輪重量一樣。將三個轉(zhuǎn)輪分別放置在三個斜軌的起始點卡槽內(nèi),按下釋放裝置,三個轉(zhuǎn)輪即開始沿斜軌滾落??梢杂^察到,雖然三個轉(zhuǎn)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(zhuǎn)輪質(zhì)量是否相同。
設(shè)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(zhì)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(shè)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(fā)。亞克力板材使用數(shù)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(shù)控機床精加工制作每個傳動結(jié)構(gòu)部件以及釋放機構(gòu)。
轉(zhuǎn)輪:轉(zhuǎn)輪外形尺寸相同,總質(zhì)量也相同。轉(zhuǎn)輪外殼透明,內(nèi)部中空。其內(nèi)分別裝有三種不同顆粒。A轉(zhuǎn)輪裝滿較輕的顆粒,B轉(zhuǎn)輪裝有約2/3密度大的顆粒,C轉(zhuǎn)輪裝有約1/3密度更大的顆粒。轉(zhuǎn)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(zhuǎn)輪使用數(shù)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(yīng)靈敏,穩(wěn)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(zhuǎn)輪;
一組兩個外形一樣,但質(zhì)量不同的實心轉(zhuǎn)輪;
一組兩個相同的有填充口設(shè)計的透明空心轉(zhuǎn)輪;
一個計時器。
