SAM LABS 阻力與摩擦力（六年級 力與運動）
Ex1. 製作SAM LABS 小車 並嘗試使它移動
學習目的 :
- 認識摩擦力與阻力
需要材料 :
Button / KEY press x 1
DC Motor x 2
Wheel x 2
Roller Ball x 1
SAM Car Chassis (黃色底座) x 1
iPad x 1
組裝教學 :
DC Motor 的轉軸為 D-shape。
SAM Wheel 的接駁位也是呈 D-shape。
把 Wheel 平面那邊朝天 , 然後利用把2個D shape接駁位組裝起來。(組裝2次)
把組裝好的DC Motor 插至黃色底座 , 一個「SAM LOGO」向上組裝 , 另一個向下組裝。
最後把 Roller Ball 裝到黃色底座的背面便完成。
完成！
配對教學 :
1. 首先請開啟藍牙
2. 長按 SAM LOGO 上的開關2-3秒
3. 成功後會發出紅光
4. 打開 SAM SPACE 並按下「CONNECT」
5. Pairing Panel 分為2大部份 :
左面為 「Connected 」會顯示已配對並可用的Blocks
右面為「BLOCKS NEAR ME」為可配對的Blocks , 按下「Pair」以進行配對。
6. 按下「✓」號來完成配對 ,
成功後 DC Motor 的位置會由右面的「BLOCKS NEAR ME」移動至左面的「CONNECTED」。
如何分辨那個才是我想配對的Block?
如果有太多blocks時, 你可以透過以下3種方法辨認這個blocks 是不是你要配對的 :
1. 訊號燈，距離最近的
2. blocks 的顏色 跟 device 的顏色是否一樣
3. blocks 的閃燈 跟 device 的閃燈頻率是否一樣
編程教學 :
1. 在「Outputs」中把「DC Motor」拖拉到工作台上。
2. 在「Inputs」中把「KEY PRESS」拖拉到工作台上。
「KEY PRESS」的是一個虛擬按鈕,作用如同「Button」一樣。
3.把「KEY PRESS」連到「DC motor」。
連接原理是「Input 」的實心圈連到「Output」的空心圈上。
然後按下「KEY PRESS」上的實心點,看看「DC motor」有什麼反應。
4. 把另一個「DC motor」連到「KEY PRESS」,
然後按下「KEY PRESS」 , 看看有什麼反應 ?
==> 小車會原地自轉 , 因為2個「DC Motor」也是順時針轉動。
如何調節DC motor的速度及方向?
1. 按下「DC motor」,然後再按下「小齒輪」進入設定。
2. 在「Speed」下可以拖拉不同速度,
Counter-clockwise / clockwise剛能改變轉向。
這次我們將其中一個「DC motor」改成 Counter-clockwise。
實驗部份 :
輕按「SPACE」1-2秒，SAM LABS 小車最終會怎樣 ? 為什麼 ?
小車首先會減慢速度，最後會停下。
當小車在地面上移動時，車胎/車輪會與地面互相摩擦，產生一種阻力，這種阻力稱為摩擦力。摩擦力能夠減慢物體(小車)的移動速度，或使它停下來。
Ex2. 利用不同地表探究摩擦力對小車速度的影響
學習目的 :
- 認識摩擦力對速度的影響
需要材料 :
SAM labs 小車 x 1
iPad x 1
平面板 x 1
凹凸不平的板 x 1
錫紙 x 1
Ex2.1 讓小車在平面板行駛
為了讓實驗公平 , 各板的長度,小車的速度,起跑點都需保持一樣。
把2個DC motor的速度都設為「30」,
不快的速度有助觀察不同地表所產生的摩擦力對小車速度的影響。
在平面板上行駛,小車需1.5 - 2秒到達終點 (小車駛出板外)。
Ex2.2 讓小車在凹凸不平的板上行駛
在凹凸不平的板上行駛,小車大約需4秒到達終點 (小車駛出板外)。
Ex2.3 讓小車在鋪上錫紙的凹凸不平的板上行駛
鋪上錫紙後,小車需需1.5 - 2秒到達終點 (小車駛出板外)。
Ex3. 車軚/摩擦力的用途
學習目的 :
- 認識摩擦力在日常的應用
比較裝有車軚(wheels)跟沒裝上車軚時小車的移動行為
裝有車軚的小車行駛時非常穩定,亦能瞬時起動。
沒裝上車軚的小車起動時會先向後移動(摩擦力不夠),當摩擦力足夠時才會向前移動,
移動的過程時也相當不穩定
其他日常例子 :
下雨時我們會穿上水鞋 , 水鞋的底部有很多坑紋 ,
可以增加與地面的摩擦力 , 讓我們不易趺到
瓶蓋上有很多的坑紋 , 可增加手與瓶蓋之間的摩擦力,
讓我們可以更容易並更省力地開啟瓶蓋。
總結
Q1 : 為什麼凹凸不平的板,鋪上錫紙的板會影響小車的速度?
A1 : 小車與地面摩擦力增加/減少了。
Q2. 為什麼小車能在不同地表上行駛?
A2 : 因為小車的車軚跟地面產生了摩擦力,讓小車移動。
Q3. 為什麼小車要安裝車軚(wheels)?
A3 : 車軚(wheels)能增加小車與地面的摩擦力,令小車行駛得更穩定。
- 凹凸不平的板會增加小車與地面的摩擦力 , 令小車的速度下降。
- 錫紙有助減輕小車與地面的摩擦力,令小車的速度上升。
- 在平面板行駛的速度最快,代表平面板與小車的摩擦力最小。
- 增加摩擦力也能讓我們在推動物件時更省力