轉動慣量教具

在物理學上，有許多的實驗要做，但是買起來每一樣都要價不匪，幸好我們有3D設計的技術，再加上家長借用的3D列印機，我們可以自己產出適當的教具，讓我們的學習更有感覺。

在轉動慣量中，我們可以知道力矩等於轉動慣量與角加速度的乘積，也就是說，當力矩固定的時候，轉動慣量與角加速度就會成反比。

在實驗中，我們利用重鎚當成固定的施力，作用於轉盤的線軸上，那麼這個重力與線軸的半徑就形成一個力矩。

轉盤上方設計有不同半徑的孔位，每個孔都可以插入一顆螺絲，在最外圈的孔內，四個方位各插入一個螺絲，則此時因為每個螺絲與旋轉軸的距離較遠，由於轉動慣量為每個質點質量乘以質心與轉軸距離的平方，因此相較于將螺絲插入半徑較小的四的孔來說，此時的轉動罐量是大的，於是角加速度也會比較小。

設計圖如下：

手繪草圖

轉盤的設計，下方即為輪軸

頂心，用來支撐轉盤與連接頂柱

組合示意圖，轉盤與頂心中間有軸承

這個實驗器材除了測出「感覺」之外，可以精算嗎？

我相信可以的，我們可以利用連續拍攝的相機或是攝影機，觀察重鎚落下的每個時間片段的重鎚位置，我們就可以托算每個紀錄點的轉盤位置，也就是旋轉的角度，如此就可以算出角加速度了。