水力懸浮運動及其特殊進動現象之研究

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2020年
科別
物理與天文學
得獎情形
四等獎
學校名稱
高雄市立高雄女子高級中學
指導老師
林思宏
作者
李思嫻;李旻芳
關鍵字
水力懸浮、附著力、進動

摘要或動機

觀察到圓球及圓盤在水柱上懸浮(Hydrodynamic Levitation)之特殊情形,本研究探討此現象並提出相關解釋。經由實驗發現圓球放置高度並不會影響其最終平衡高度,而水柱高度與圓球平衡高度則呈線性關係;水柱流量愈低,不同於我們實驗前所想像的,其最終能平衡的水柱傾斜角度反而越大;隨水柱傾斜角度愈大,平衡高度即隨之增高;圓盤轉速與水柱切線速度大致相同,透過此結果,我們推論出造成此現象的主要原因,是因附著於圓球上的水對其產生的附著力,而與一般人猜測的康達效應(Coanda Effect)較無關連,我們從而深入分析此現象的細節,並得出一些意想不到的結果。本研究中,最為特別的是,實驗中遇到的奇特進動現象,看似複雜、無規律的運動,我們透過高速攝影機,深入觀察此一系列特殊的進動,竟發現其中規律的運動規則,所以我們進而推論其力學特性,藉以解釋此現象形成原因。


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