全國中小學科展

球體撞擊水面瞬間速度變化與力之探討

科展類別
全國中小學科展作品
屆次
第61屆--民國110年
科別
物理與天文學科
學校名稱
國立屏東高級中學
指導老師
李維倫
作者
廖笠揚;陳裕棠;陳柏瑞
關鍵字
球體撞擊水面,球體入水之衝擊力

摘要或動機

本研究在探討球體入水瞬間的受力變化,我們將不同大小的金屬球,在不同高度下,利用高速攝影機拍下入水過程,利用tracker分析其入水瞬間的v-t圖,並計算撞水瞬間,水對球體的平均力。令人驚奇的是,我們在實驗中發現物體入水的過程並非一昧地減速,而是經歷了略微加速、減速、再加速、再減速到終端速率的過程。其中,再加速這個過程是球體入水過半,水回淹球體造成一股向下的推力。相同高度釋放,大小不同球體,減速和再加速過程中受水作用力的大小與球體大小呈正相關;相同大小球體,不同高度釋放,減速和再加速過程中受水作用力的大小與高度呈正相關。球體在入水過程中,不論是減速或再加速階段,球體所受水的作用力是其本身重量的好幾倍。


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