Scratch編程與物理-用Scratch學習“槓桿原理”

一、什麼是槓桿?

 

一根硬棒在力的作用下能繞着支點轉動,這根硬棒就是槓桿。耳熟能詳的一句話“給我一個支點,我能撬動整個地球”,說個就是槓桿。

 

Scratch編程與物理-用Scratch學習“槓桿原理”

 

 

槓桿的五要素:

1、支點:槓桿可以繞其轉動的點O

2、動力:使槓桿轉動的力F1

3、阻力:阻礙槓桿轉動的力F2

4、動力臂:從支點O到動力作用線的距離l1。

5、阻力臂:從支點O到阻力作用線的距離l2。

 

Scratch編程與物理-用Scratch學習“槓桿原理”

 

二、Scratch模擬槓桿原理

 

當動力*動力臂 = 阻力*阻力臂,也就是當:

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槓桿就平衡了,這就是阿基米德發現的槓桿原理。

 

現在我們來做一個槓桿平衡的實驗:

 

一個槓桿的兩邊,掛着兩個石頭,初始時石頭大小相同,他們到槓桿支點的距離也相同,此時槓桿平衡。而一旦改變其中一個石頭的大小,此時平衡就會被打破,那怎麼樣恢復新的平衡呢?

 

除了改變另一個石頭的大小之外,還有個簡單的辦法就是改變石頭在槓桿上的位置,調節石頭離支點的距離,也就是力臂的大小,來使槓桿重新恢復平衡。

 

Scratch模擬槓桿原理的程序,就是採用改變力臂的大小,來滿足槓桿的平衡條件。效果如下:

 

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三、程序解析

 

1、通過變量來改變石頭的大小,將石頭的大小設置爲變量

 

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2、力矩的大小初始化,力矩就是石頭的x座標絕對值。

 

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3、槓桿的平衡計算

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4、如果槓桿失去平衡,調整石頭的力矩

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生活中有很多槓桿原理的應用,大家一起來發現吧~

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