TWI592631B - Circle circumference measurement tools - Google Patents

Description

圓周周長量測工具

本發明係有關一種教學工具，特別是指一種圓周周長量測工具。

按，數學是科學的根基，在基礎數學中又分為幾何數學和代數數學，幾何數學包含了各種面積、體積等計算，但光從數字上難以了解公式是怎麼來的，是較難以讓學童了解的部分，因雖然可畫圖參考或在腦海中建立圖像，但沒有具體教具可引起學童的興趣，讓學童對於數學無法產生喜愛，更甚者或會增加恐懼而厭惡數學。

習知之人工計算圓周率，皆以圓周的面積與其內接，或外接的正方形面積去推估，而得一圓周率的近似值，習稱為π值，這樣的做法是學童無法理解的，對初學者來講也相當不方便，顯然嚴重影響學習的興趣和應用的邏輯性。

因此，本發明即提出一種圓周周長量測工具，有效解決上述該等問題，具體架構及其實施方式將詳述於下：

本發明之主要目的在提供一種圓周周長量測工具，其係將已知直徑的圓盤設於一直尺上，並利用一線繩環繞圓盤一周後，將環繞一周的線段在 直尺上拉直，便可得到該線段之長度，將計算圓周長的方式從公式轉為實際應用，更容易讓學生瞭解圓周長度的算法。

本發明之另一目的在提供一種圓周周長量測工具，其係將量測出的圓周長除以已知的圓盤直徑，即可得到圓周率，故本發明進一步還可計算圓周率的數值，讓圓周率不再只是一個固定的數，而是讓學生瞭解圓周率的計算由來。

為達上述目的，本發明提供一種圓周周長量測工具，包括至少一圓盤、一直尺及一套繩，其中，於圓盤之圓周上設有一缺口；直尺上設有一固定柱及複數刻度，圓盤之缺口穿過固定柱使圓盤固設於固定柱上；套繩之一端固定柱被穿過，另一端可環繞圓盤或沿著直尺拉直。

該固定柱設於該直尺之一刻度0位置。

當圓盤數量為複數時，由大到小依序設於該固定柱上，最大的圓盤放置在底部。

圓盤中一最下層圓盤與該直尺及該固定柱為一體成型。最下層圓盤之厚度大於該直尺，使該套繩可由該固定柱環繞該最下層圓盤。

圓盤之該缺口為一弧形缺口。

套繩之一端為一套環，套設於該固定柱上，另一端為一線繩。線繩之長度大於該圓盤之圓周長。

直尺之長度大於該圓盤之圓周長。

本發明中，先將線繩環繞圓盤之圓周，並將環繞一圈後回到固定柱之位置加註一標記，再將線繩沿著直尺拉直，依據標記與直尺刻度之相對位置，便可得到圓盤之一圓周長度。

10‧‧‧圓盤

102‧‧‧缺口

12‧‧‧直尺

122‧‧‧固定柱

124‧‧‧刻度

14‧‧‧套繩

142‧‧‧套環

144‧‧‧線繩

第1圖為本發明圓周周長量測工具之示意圖。

第2圖為本發明圓周周長量測工具中圓盤及直尺之俯視圖。

第3圖為本發明圓周周長量測工具中圓盤及直尺之側面剖示圖。

第4圖為本發明圓周周長量測工具中套繩之實施例示意圖。

第5圖為本發明應用圓周周長量測工具量測圓盤之圓周長度之方法的流程圖。

本發明提供一種圓周周長量測工具，其為一種教學用具，將圓盤、直尺及線繩加以組合後，利用線繩量測圓盤的圓周長度後再以直尺顯示線繩環繞圓盤的長度，以得到圓盤的圓周周長，學生可很直觀地瞭解圓周周長的概念。

請參考第1圖，其為本發明之圓周周長量測工具之示意圖，包括至少一圓盤10、一直尺12及一套繩14，請同時參考第2圖，其為本發明圓周周長量測工具中圓盤10及直尺12之俯視圖，於圓盤10之圓周上設有一缺口102，於本實施例中缺口102為弧形缺口；直尺12上設有一固定柱122及複數刻度124，固定柱122設於直尺12之刻度124中標示0的位置，與直尺12垂直，在一實施例中固定柱122與直尺12一體成型，刻度124所顯示的度量衡單位可為公分、公釐等長度單位，固定柱122在0的位置，然後依序以自然數遞增標示；圓盤10之缺口102會穿過固定柱122，使圓盤10固設於固定柱122上；請參考第4圖，其為套繩14之實 施例，其一端為套環142，另一端為線繩144，線繩144為軟性繩，如棉線、麻繩、塑膠繩等，線繩144固定在套環142上，而套環142中心孔洞的直徑大於固定柱122，因此固定柱122可穿過套環142，而線繩144可環繞圓盤10或沿著直尺12拉直。

圓盤10的數量為複數時，如第2、3圖所示，每個圓盤10的直徑皆不相同，愈大的圓盤10設於在愈靠底部的位置，每一個圓盤10由大至小依序以固定柱122為軸一層層往上套設，在第1、2、3圖之實施例中，圓盤10的數量為三個，每個圓盤10的缺口102皆在同一軸線上，亦即以固定柱122為軸。

圓盤10和直尺12可為一體成型或分離式，若為分離式，則所有圓盤10皆套設在直尺12上的固定柱122中，若是一體成型，則圓盤10、直尺12為一個整體，圓盤10不可移動也不可取下，相當於圓形階梯，此外，還可以是半分離式，只有最下層的圓盤10與直尺12及固定柱122一體成型，其餘圓盤10是以固定柱122為軸一層一層套設在最下層圓盤10的上方，若是半分離式，則固定柱122相當於從最底層圓盤10所長出。

每一個圓盤10的厚度都大於等於線繩144的粗度，使線繩144可環繞圓盤10；特別的是，若最下層圓盤10與直尺12為一體成型，則最下層圓盤10之厚度必須比直尺12高，使線繩144可由固定柱122起始、環繞最下層圓盤10一圈。

線繩144之長度大於圓盤10之圓周長，才能環繞圓盤10一周；且直尺12之長度也要大於圓盤10之圓周長，否則無法測量。

第5圖為本發明應用圓周周長量測工具量測圓盤之圓周長度之方法的流程圖。首先步驟S10先將套繩套在固定柱上，接著步驟S12將線繩環繞圓 盤之圓周，並將環繞一圈後回到固定柱之位置加註一標記，代表此線繩的長度等於圓盤的圓周長度；步驟S14中，將線繩沿著直尺拉直，依據標記找出與直尺刻度之相對位置，便可在步驟S16得到圓盤之一圓周長度。

更進一步，由於將圓形直徑乘以圓周率可得到圓形的圓周長，可反推在圓盤的直徑為已知的情況下，當步驟S16得到圓周長度後，將圓周長度除以圓盤的直徑，可得到圓周率。

舉例而言，假設已知圓盤的直徑為3.183公分，將套繩的線繩環繞圓盤外圍一周後加上一標記，將線繩沿著直尺的方向拉直，看線繩上的標記落在直尺上的哪一個刻度，此實施例中標記落在10公分的位置，即代表圓盤的圓周長度為10公分，若將圓周長度10公分除以圓盤直徑3.183公分，可得到圓周率等於3.14。由於直尺的刻度無法精細到肉眼無法觀看的刻度，因此計算出來的圓周率勢必與真實的圓周率有誤差，但以能讓初學者了解如何以人工計算圓周率，並對此產生興趣。

綜上所述，本發明所提供之一種圓周周長量測工具係將已知直徑的圓盤設於直尺上，並將套繩之一端固定在圓盤的圓周上一點，套繩環繞圓盤一周得到圓周長度的線段後，將該線段在直尺上拉直查詢長度，將計算圓周長的方式從公式轉為實際應用，讓學生更直觀地瞭解圓周長度的算法。此外，將量測出的圓周長度除以已知的圓盤直徑，即可得到圓周率，故本發明進一步還可計算圓周率的數值，讓圓周率不再只是一個需要背誦的固定值，而是讓學生瞭解圓周率的計算由來。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化 或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10‧‧‧圓盤

102‧‧‧缺口

12‧‧‧直尺

122‧‧‧固定柱

124‧‧‧刻度

14‧‧‧套繩

142‧‧‧套環

144‧‧‧線繩

Claims (10)

1. 一種圓周周長量測工具，包括：至少一圓盤，於該圓盤之圓周上設有一缺口；一直尺，其上設有一固定柱及複數刻度，該固定柱穿過該圓盤之該缺口，使該圓盤固設於該固定柱上；以及一套繩，其一端被該固定柱穿過，另一端可環繞該圓盤或沿著該直尺拉直，該套繩先環繞該圓盤之圓周，並將環繞一圈後回到該固定柱之位置加註一標記，依據該標記找出與該直尺上該等刻度之相對位置，得到該圓盤之一圓周長度。
2. 如請求項1所述之圓周周長量測工具，其中該固定柱設於該直尺之一刻度0位置。
3. 如請求項1所述之圓周周長量測工具，其中該圓盤數量為複數時，由大到小依序設於該固定柱上，最大的該圓盤放置在底部。
4. 如請求項3所述之圓周周長量測工具，其中該圓盤中一最下層圓盤與該直尺及該固定柱為一體成型。
5. 如請求項4所述之圓周周長量測工具，其中該最下層圓盤之厚度大於該直尺，使該套繩可由該固定柱環繞該最下層圓盤。
6. 如請求項1所述之圓周周長量測工具，其中該圓盤之該缺口為一弧形缺口。
7. 如請求項1所述之圓周周長量測工具，其中該套繩之一端為一套環，套設於該固定柱上，另一端為一線繩。
8. 如請求項7所述之圓周周長量測工具，其中該線繩之長度大於該圓盤 之圓周長。
9. 如請求項1所述之圓周周長量測工具，其中該直尺之長度大於該圓盤之圓周長。
10. 如請求項7所述之圓周周長量測工具，其中該線繩環繞該圓盤之圓周，並將該線繩環繞一圈後回到該固定柱之位置加註該標記。