主要概念
物理學
機械學
連桿機構
幾何學
引言
你有沒有想過要夠到架子上很高的東西？或者你有沒有觀察過需要爬上高高的電線杆的建築工人？剪叉式升降機是一種可以伸展很長，但也可以緊湊摺疊的裝置。在這個專案中，你將用常見的家用材料製作你自己的剪叉式升降機！
背景
機械連桿機構是一種機器，通常由透過旋轉或滑動接頭相互連線的剛性杆組成。當組合在一起時，連桿和接頭可以用來產生許多複雜的運動，這些運動在你周圍的機器中被廣泛使用。它們可以用來將一種型別的運動轉換為另一種型別。例如，汽車發動機中的連桿機構將活塞的來回運動轉換為旋轉運動，最終傳遞到車輪轉動。連桿機構可以用來放大力，例如在鉗子中，也可以放大運動。後者的一個例子是，如果你有一個槓桿，其中一側的長度是另一側的兩倍，當你按下短端時，長端將移動兩倍的距離。（請注意，在兩種情況下，能量都是守恆的——你永遠無法從連桿機構中獲得“免費”的功。）
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在這個專案中，你將構建一種稱為剪叉式升降機的機構。這種升降機在建築裝置中用於將工人提升到高處。更一般地說，它們是一種伸縮儀。剪叉式升降機使用類似手風琴的運動來收縮和伸展，使其既可以緊湊摺疊又可以延伸到遠大於其原始長度的長度。嘗試這個專案來構建你自己的升降機——看看你能達到什麼高度！
材料
瓦楞紙板
圖釘或按釘
橡皮泥或培樂多
剪刀（以及成人幫助切割和使用圖釘，如果需要）
尺子（可選）
準備工作
將瓦楞紙板切割成至少六條大小相等的條。確切的尺寸並不重要，但大約兩到三釐米寬，10到15釐米長是一個不錯的起點。
步驟
小心地使用圖釘穿過兩條條的中心，並將它們連線起來形成一個“X”。
用圖釘和剩餘的每一對紙板條形成一個X。
現在，如圖所示，使用圖釘將一個X的頂部連線到另一個X的底部。重要的是圖釘在每個條上的位置大致相同。（例如，不要將一個放在正中間，另一個放在靠近邊緣的位置。）
繼續使用圖釘將一個X的頂部連線到下一個X的底部。確保你交替左右，哪塊紙板在上面，哪塊在下面——這將使你的機構保持平坦。
使用少量橡皮泥或培樂多覆蓋穿過紙板背面的圖釘尖端。
現在，將你的整個剪叉式升降機平放在桌子上。用手指輕輕握住一個X的自由端。嘗試輕輕地將它們彼此拉開。發生了什麼？
現在嘗試輕輕地將它們彼此推近。發生了什麼？
額外挑戰：使用尺子測量你的剪叉式升降機完全收縮時和完全伸展時的總長度。它可以改變多少長度？
額外挑戰：切割更多的紙板條並延長你的剪叉式升降機。你能把它做多長？
額外挑戰：你的紙板剪叉式升降機是該機構如何工作的很好的例子，但它不是很堅固。你能用不同的材料建造更堅固的剪叉式升降機嗎？你能否在末端安裝一個“爪子”，以便你可以用它來夠取和抓取東西？
觀察和結果
你應該發現，當你將一個X的末端拉開時，你的剪叉式升降機會收縮（所有X都變短和擠壓）。當你將一個X的末端推在一起時，剪叉式升降機會伸展（所有X都變高和瘦）。根據你切割紙板的確切方式以及你放置圖釘的位置，它應該能夠延伸到大約其原始長度的兩倍。
因為你的剪叉式升降機是用紙板製成的，所以接頭應該有一定的靈活性，並且你的圖釘放置不必完美。但是，如果你在切割紙板或放置圖釘的位置不夠小心，你的剪叉式升降機可能會卡住或無法移動。為了正常工作，連桿必須在每對X之間形成平行四邊形——四邊形，其相對邊長度相同且始終彼此平行。如果你將紙板切割成不同的長度或未將圖釘放置在每個連桿上的完全相同的位置，則連桿在連線時可能不會形成平行四邊形，並且你的剪叉式升降機將無法工作。
橡皮泥的主要作用是保護你免受圖釘刺傷手指，但它並不能很好地將剪叉式升降機固定在一起。為了建造更堅固的剪叉式升降機，嘗試使用類似木製工藝棒的東西代替紙板，並讓成年人使用鉗子將圖釘的末端彎曲成90度角，以防止它們從孔中掉出來。
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