製作時間: 1-2小時 製作難度: ★★☆☆☆ GEEK指數: ★★★★☆
如果天平不用彈簧,而是用某種更加飄忽不定的力量——比如說磁場?聽起來是個不錯的主意,而且這個主意就在這裡成為了現實。不過略有不足的是我忽視了永磁體磁場強度與距離的非線性關係,使得刻度盤上的標尺間距並不均勻。不過,好極了,這最後面我將公佈我對於這個問題的解決方法。讓我們開動起來吧!
1 工具和材料● 剪刀● 起子● 筆○ 永磁體×2○ Meccano玩具(帶孔的角鋼條也行,可在建材店買到)若干○ 螺絲和螺母若干,用來固定那些鋼條○ 塑料蓋,用來做托盤的○ 方格紙○ 硬紙板或者塑料板○ 細鐵絲和細線○ 圖釘若干○ 硬幣一組 2 開工吧!先把一切組裝起來● 這是標尺部分。 ● 這裡是秤軸的部分。 ● 還有托盤。 ● 整體的結構。 ● 當然別忘了磁鐵的部分。總之如圖所示把所有部件組裝起來——當然,熱愛開動腦筋的你也可以做得和我這個完全不同。不過,聽我的,你最好要調整出一個和磁鐵相距最大的角度來。 3 精確的標記!製作你的刻度盤吧● 作為一個天平,刻度是不能缺少的,所以我們需要在方格紙上標出標度。這並不難理解:一般圖釘重是0.25克,而我們正好可以用它來確定硬幣的重量。 ● 這裡使用了一套全新的紐西蘭硬幣,大小合適,10分硬幣重3.3克,20分硬幣重4克,50分硬幣重5克。 ● 利用已知的這些重量在天平的標尺盤上畫出刻度線,並標好重量值,天平的刻度盤就大功告成了。 ● 怎麼樣,外表帥氣吧! ● 這架天平可是個高靈敏度的傢伙!靈敏度接近1克,所以重量超過10克之後磁鐵就相碰了。 4 盡善盡美!不足之處還得改進● 由於磁場強度的變化和距離之間並不是線性的而是指數型的關係,因而就有必要為了刻度的均勻而進行一些改進了。這裡提出的想法是,利用長螺線管所獲得的勻強磁場。只要在螺線管的內部,磁場的作用力就會是恆定的,這樣,之前的關係就會是線性的了。採用螺線管另一個優點是,我們可以通過調節通過螺線管的電流強度來調節其磁場強度,從而調整天平的靈敏度。看看上面的示意圖吧。