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    蛙蛙跳中的機械應用

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    走進位於海洋公園海濱樂園中的威威天地,抬頭一望就見到一台名為「蛙蛙跳」的機動遊戲,不期然停下腳步來思考。腦裡面想到的是,這一款機動遊戲為何會成為最受小朋友歡迎的機動遊戲之一呢?

    簡單來說它只是一台兒童版的跳樓機,動感就像坐上一隻大青蛙身上跳上躍下,當中蘊藏了哪些STEM元素呢?單是這樣就吸引了我從外圍繞了好幾圈細心觀察,終於有所發現。

    運用感應器作安全裝置

    從肉眼所見蛙蛙跳機動遊戲的支架上是裝有感應器,觀察所見坐位部分是不會超越感應器的高度,由此可以推斷感應器是用來感應座位部分,預防座位上升超越某一高度,所以估計所使用的就是「漫反射式光電感測器」。

    漫反射式光電感測器是一種集發射器和接收器於一身的感測器,當有被檢測物體經過時,物體將光電開關發射器發射的足夠量的光線反射到接收器,於是光電開關就產生了開關信號,就是利用此信號來阻止座位部分繼續上升。

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    運用鋼纜及滑輪機械

    此外,機動遊戲的頂部裝有一對滑輪,分別利用一對鋼纜連接座位部分,透過一對滑輪同時轉動拉起座位部分,而令座位部分能夠上下移動,這就是滑輪機械。兩個滑輪上的鋼纜平均分擔了乘客連座位的重量,加上支架上設有平行線路軌設計,有助維持座位部分的平衡。

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    滑輪機械是甚麼?

    滑輪是其中一種很常見的簡單機械,是一個圓形的輪,在可繞著中心軸旋轉的圓輪邊上綑上繩子,透過拉動繩子去牽拉圓輪,就可以更方便地搬動物件。不同的滑輪更會帶來不同的效能,最基本可以分成兩類滑輪,分別是:定滑輪和動滑輪。

    定滑輪

    滑輪位置固定,吊繩的一端繫著重物,另一端繞過滑輪的上方。將吊繩向下拉時,重物就會向上升。重物和吊繩的移動距離相等,定滑輪不能達到省力的效果,但可以改變用力的方向,令操作更方便。

    定滑輪繩子穿過滑輪後,施力點向下是工程中常見的方式。
    定滑輪繩子穿過滑輪後,施力點向下是工程中常見的方式。

    動滑輪

    滑輪繫著重物,吊繩一端固定,另一端繞過滑輪的下方。將吊繩向上拉時,滑輪會連同重物一起向上升。重物移動的距離是吊繩移動距離的一半,例如吊繩移動10厘米,重物只移動5厘米。

    動滑輪的繩子施力點與定滑輪不一樣,多用於固定的機械裝置。
    動滑輪的繩子施力點與定滑輪不一樣,多用於固定的機械裝置。

    滑輪組

    滑輪組是由定滑輪和動滑輪組合而成,吊繩先繞過動滑輪下方的凹槽,再繞過定滑輪上方的凹槽。向下拉動吊繩,重物會向上升。

    使用動滑輪能省力,但不能改變用力方向,用力的距離亦增加了,增加操作的不便。
    使用動滑輪能省力,但不能改變用力方向,用力的距離亦增加了,增加操作的不便。

    多重滑輪組

    將吊繩反覆繞過滑輪,然後才在末端向下拉,提起重物。這樣的組合比單一滑輪組更加省力,但來自滑輪的摩擦會大大增加。

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    滑輪組既能改變用力方向,又能達到省力的效果。不過,相比定滑輪和動滑輪,用力的距離大大增加。
    滑輪組既能改變用力方向,又能達到省力的效果。不過,相比定滑輪和動滑輪,用力的距離大大增加。

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    只要從機動遊戲蛙蛙跳的背面,就可見它是運用了多重滑輪組來控制升降。
    只要從機動遊戲蛙蛙跳的背面,就可見它是運用了多重滑輪組來控制升降。

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    在日常生活中還有很多用設施及工具都有運用了滑輪,只要多留意身邊事就自然能找得到。

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