亞太科學教育論壇,第五期,第三冊,專題版二 (二零零四年十二月)
主編︰蘇詠梅
小學科學專題研習 - 衣、食、住、行
扭毛巾機

學校:聖士提反女子中學附屬小學  
組員:梁家熙同學、招卓琦同學、陳懿欣同學、蕭亦淇同學、鄭曉睛同學

教師:游莉倩老師、張澤民老師

 
意念
 
作品的原因很簡單,就是為了幫助年幼的小孩及單手人士輕易地扭乾毛巾,小孩也無需找別人幫忙扭乾毛巾。
 
目的
 
  1. 讓人們能輕易地扭乾毛巾;
  2. 讓單手人士輕易地扭乾毛巾;
  3. 讓年幼的小孩子能自己扭毛巾,不需別人幫忙;
  4. 讓人們較容易扭乾厚而大的毛巾。
 
原理
 

這是基於槓桿原理-「力臂愈長,用力愈少」而設計以減少小孩扭毛巾時所需的力度。

 
材料
 

鋁片8條、木條7條、衣架1個、鐵勾1個、菲林膠筒1個、膠盒1個、發泡膠少許、釘子和螺絲數顆、鐵線少許。

 
設計

第一階段作品簡介

這個「扭毛巾機」巧妙地運用了「槓桿原理」,令扭乾毛巾時所使用的力盡量減少。它還可以把擠出來的水盛在盤內,使用起來,十分方便。

設計原理(第一階段)

這設計利用槓桿原理-「力臂愈長,用力愈少」,減少扭毛巾時所需的力度。因為手把 (力臂)比衣架勾(重臂)長,因此扭乾毛巾時需要的力度便能相應減少。

我們亦曾試用過相同長度和大小的衣架,證實了減少扭毛巾時所需的力度是基於槓桿原理的。

(第一階段)扭毛巾機的結構圖

第一階段扭毛巾機的原理圖

 
過程
 

第一階段設計及製作過程:

  1. 繪畫設計圖;
  2. 製造設計模型的雛形;
  3. 選擇材料;
  4. 用鋁片做一個交叉;
  5. 在交叉點鑽一個孔並插入衣架;
  6. 在兩鋁片的四個角釘上木條;
  7. 在木條中央裝上架子並鑽入一個勾;
  8. 用鋁片做底部並固定它在木條上;
  9. 放進膠盒。

(第一階段)扭毛巾機的操作說明:

  1. 在毛巾的兩個對角都加上一個布圈;
  2. 把濕毛巾的兩個圈分別掛在毛巾機的上下兩個勾上;
  3. 順時針轉動機上的衣架;
  4. 轉動至毛巾不滴水便可拿出來使用。

(第一階段)設計

扭毛巾機的最初設計是用木材製成的,如下圖:

用木材製成的不夠堅固,而且不能伸縮,不太方便!

(第一階段)設計檢討

優點:

  1. 可較輕易扭乾毛巾;
  2. 扭出來的水可儲在膠盒裡,不需每次也更換。

缺點:

  1. 木條不夠穩固;
  2. 不可以調較高度;
  3. 較容易滲水;
  4. 衣架不夠穩固;
  5. 毛巾下部未能完全扭乾;
  6. 不是所有毛巾尾部也有布圈,所以不太方便。

改善:

  1. 以鉗子代替鐵勾;
  2. 把設計改為橫放;
  3. 不用木條,用銅鐵製成。

發明品運用的科學原理

 
改良
 
(第二階段)改良設計 (第二階段)改良設計檢討

我們一組人先決定了扭毛巾機的外形,然後選購材料,再一起製作作品。扭毛巾機的改良設計就用了銅鐵製成﹝右圖﹞,用銅鐵製成的作品比較堅固!

操作方法:

  1. 調較兩個夾之間的距離;
  2. 把毛巾夾上;
  3. 攪動手把;
  4. 將盤內的水倒去;
  5. 拿出毛巾。

優點

  1. 可以完全扭乾毛巾;
  2. 不會滲水;
  3. 非常穩固;
  4. 可伸縮;
  5. 鉗子能穩固衣物。

缺點

  1. 手把不夠長;
  2. 作品太重。

困難

在製作過程中,我們發覺原來有很多事情都是做不到的,於是我們要找別人求助。做成了的作品也有些缺點,就是夾不穩毛巾。我們只好做一些測試找出解決辦法。經過不斷的測試,我們發現攪動手把的次數越多,毛巾會被拉得越緊,毛巾上的拉力也越大,也越容易鬆脫。為解決此問題,我們把毛巾放彎一點,這便解決了毛巾鬆脫的問題。

展望

由於時間和能力所限,在現階段,我們未能做出最理想的設計。現在的設計中,我們未能做到可以電動化,但亦希望將來可達成這個目標。

 
總結
 

我們發覺“槓桿原理”在生活中上應用廣泛,因此設計這個“扭毛巾機”。由此可見,只要我們多留意身邊各種科學現象,認識了解它們並加以說明,也可改善自己的生活質素,還可以幫助別人呢!

 
感想
 

陳懿欣:今次的活動,令我明白創意對生活的重要性,假如沒有新的發明品,那麼生活上的種種困難就沒法解決了!我還領悟了需要不斷思考,而且更學習到團隊的合作是非常重要的,一同去創作和工作的效率和成果也特別好。我更學懂了推銷的技巧。今次的「常識百搭」的確令我獲益良多啊!

梁家熙:這個活動對我來說是一個新經驗,在整個準備過程中,我覺得團隊的合作最為重要。做展板的時候,如果不是齊心合力,各人把分配好的工作做好,怎能順利完成作品呢!我覺得跟這班同學合作得很愉快,即使拿不到獎項也不重要了。當然在研習時我仍會全力以赴的。

招卓琦:在這次科學活動中,讓我學習到怎樣與別人合作。我也學到克服困難,解決問題的技巧。我們一起工作的時候,常常有說有笑,這次活動令我們之間的感情增加了。雖然有時一些困難令我們很煩惱,但始終我們還能順利解決它。

鄭曉晴:雖然這次準備的時間不太充足,但是由於我們發揮合作精神,所以最終也能順利完成作品。在這次合作中,我和幾位小五、小六的同學合作得十分愉快。我們在製作過程中還不時交換意見,這可以顯示出我們參加了這次活動後真的增進了我們的友誼,真的讓我獲益良多!

蕭亦淇:我覺得在這個活動中結果當然重要,但過程亦是非常珍貴的!我很享受與同學一起合作的時間,好像有一種“團結就是力量”的感覺,讓我有更大的信心和決心去完成工作。雖然途中也遇上不少困難,但最終也能夠解決!

 
編者及評判的話
 
同學們於報告中對製作過程有清晰的描述。同學們利用不同的材料,不斷作出測試,其探究精神值得讚賞。且注重實驗安全,在製作科學用品時邀請成人幫助。

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