酒瓶平衡

酒瓶平衡

 目的

觀察力的平衡與力矩的平衡。

 

 實驗

取一端斜45度的木板支架,其中心開孔(位置因成品而異),使瓶子得以置入。
觀察其靜置時的情形。

 

 

 原理思考

物體平衡除了合力為零外,合力矩也應該為零(why?)

 

從合力矩的出發點來思考此問題,如圖所示, 使系統逆時鐘轉動, 使系統順時鐘轉動,當合力矩為時, 

fig13

此問題亦可用系統質心來思考,若質心 是落在木板支架底面積上方時(即點),則整體系統穩定不傾倒。

 

 討論

1.若將木頭支架置換成金屬材質,則會造成何種影嚮?原因為何?

2.支架的傾斜角度有何影嚮?

 

1.會降低點的摩擦力,若摩擦力過小時,則點就不是系統的力矩支點。

2.當傾斜角度改變時,為達平衡,故須重新調整相關位置,使合力矩為

 

 實驗器材

酒瓶為一般紅酒瓶即可,木板可於五金建材量販店購買。

 

 關於實驗

支架底面積大則實驗較易成功

 

 參考資料

 "Fundamental of Physics", 7th ed., John Wiley & Sons, 2005, New York. Ch11. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker

 

 製作

v.1 李亞宸、杜宗勳

 

 指導老師

朱慶琪

 

 撰稿

黃時霖、朱慶琪