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「鏈」住你的心-鏈條複雜運動狀態分析

科展類別

全國中小學科展作品

屆次

第59屆--民國108年

科別

物理與天文學科

得獎情形

佳作

學校名稱

國立花蓮高級中學

指導老師

胡育豪;莊文治

作者

李逸寬;李晨令;莊翔鈞

關鍵字

鏈條,波動,轉動

摘要或動機

當一個掛有鏈條的單齒輪轉動時,鏈條會有複雜的運動現象。本研究以調整直流馬達電壓來控制齒輪轉速,並將此現象簡化為兩個方向進行探究:固定角速度ω下短鏈條的運動行為與長鏈條上波動傳遞。經研究分析後,發現在短鏈條實驗中,鏈條下端曲率半徑r與齒輪角速度ω呈線性正相關,而鏈條的質心座標x_cm與鏈條的關係如下式: x ⃗cm×Mg ⃗=-Cω ⃗m 由實驗發現C值的數量級為10-7(kg∙m2⁄(s)),與馬達特性相關。 另外在鏈條的視波速v ⃗s、鏈速v ⃗ch、波動行進位置y的關係為: |v ⃗ |2=(v ⃗s-v ⃗ch )2=-gy+|v ⃗0 |2 且發現長鏈實驗中鏈條張力T與鏈條位置y關係為:T(y)=-μgy+T0 而T0則與齒輪角速度ω成次方正相關。

「鏈」住你的心-鏈條複雜運動狀態分析

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