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如何只靠「蠟燭加熱金屬」讓「燭光翹翹板」左右擺動?

103/07/02 瀏覽次數 5840

桌上有一個翹翹板玩具。板上有一個半圓形支架。支架上有一支細棒。細棒頂端有一木槌,底端有一螺旋狀金屬片。螺旋狀金屬片一端固定於支架,­另一端焊接於細棒。木槌偏向同學左側,因此翹翹板左側較低。將蠟燭置於螺旋狀金屬片下方,木槌向右側偏轉,使翹翹板向右­側傾倒。為什麼對螺旋狀金屬片加熱可使木槌偏轉呢?


在翹翹板玩具中,雙金屬被扭曲成螺旋狀,外側的金屬片線膨脹係數較小,內側的金屬片線膨脹係數較大,加熱時,內側金屬片的伸長量,比外側金屬片的伸長量大,因此螺旋狀雙金屬片會向外伸展。在伸展的過程中,螺旋狀的雙金屬會對細棒施力,使細棒向右偏轉,翹翹板向右傾倒。


這個時候螺旋狀的雙金屬片遠離燭火,溫度降低,內側的金屬片縮短的量,比外側的金屬片縮短的量要大,因此螺旋狀的雙金屬會向內收縮。在收縮的過程中,螺旋狀雙金屬片對細棒施力,使細棒再向左偏轉,翹翹板向左側傾倒。


這樣的過程一再重覆,翹翹板輪流向左右兩側傾倒。

資料來源
  • 原標題:燭光翹翹板
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