為甚麼纜車的『握臂』是彎的?不做成直的呢?而且握臂連接纜車頂部的地方是在側邊,看起來重心好像歪一邊,隨時會掉下去。我們很好奇兩地纜車握臂形式為何都是彎曲的?其他國家的纜車也是如此嗎?這是為了美觀?還是有其他目的呢?於是我們開啟了本次研究,探討纜車的握臂為何多半是彎的?

 

X博士摘要說明】

1.        搜尋各地纜車,確認纜車握臂形式

2.        探討纜索的鬆緊(張力)與纜車擺動間的關係

3.        探討纜車握臂曲直與纜車擺動間的差異

 

50 國小物理科作品

題目:曲直分明為何纜車的握臂是彎的?

作者:彰化縣員林鎮員林國民小學同學們

 

【摘要(原文)

我們發現各地纜車握臂形式大部分是彎曲的,這是為了美觀?還是有其他目的呢?我們模擬纜車的形式,試做直握臂纜車及彎曲握臂纜車,發現當纜索張力越大時,兩種纜車受到側向力()影響後,擺動的時間縮的越短。彎曲握臂纜車受到側向力()影響後,擺動的時間比直握臂纜車短,直握臂纜車會產生「單擺運動」,但是彎曲握臂纜車擺動「非單擺運動」。增加纜車的重量,直握臂纜車擺動仍然是一種「單擺運動」,彎曲握臂纜車擺動時間隨重量增加而減少,有穩定的效果。改變握臂形式,當「ㄑ」、「Г」、「I」、「L」四種握臂形式纜車,受到側向力()影響後,「L」形握臂纜車從晃動到靜止所需的時間最短,「ㄑ」形握臂纜車所需的時間最長。

 

X博士步驟說明】

纜車的試作

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纜索張力對於纜車受側向力擺動的影響

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當纜索張力越大時,無論直握臂纜車或是彎曲握臂纜車擺動的時間縮的越短,且纜索張力越大,纜索與纜車產生「共振現象」越不明顯。

 

不同形式握臂對纜車擺動的影響

「ㄑ」、「Г」、「I」、「L」四種握臂形式纜車晃動靜止時間

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L」形握臂纜車從晃動到靜止所需的時間最短。

 

數據分析與結論

導致曲臂纜車受側向力影響後的擺動不遵循單擺運動的規律,我們認為應該與它的重心
偏移有關,因握臂的彎曲,使重心稍微偏離,導致擺動時破壞單擺運動的規律。根據實驗結果,我們可以大膽的推論:現在各地的纜車系統多為曲臂纜車,是因為曲臂纜車受到側向力(風)影響後,比直臂式纜車更快的回復平穩,有助於纜車行駛的安全。

 

以下是評審給的評語

 投影片5.TIF 

 

X博士評語】

不論是九族文化村的纜車還是台北的貓空纜車,往返的時間除了讚嘆景致的優美,也可以觀察纜車的構造,曲臂纜車受到側向力(風)影響後,比直臂式纜車更快的回復平穩,有助於纜車行駛的安全。