臺灣國際科展

「危」風陣陣摧~探討微風對纜車的共振影響及改善方法

科展類別
全國中小學科展作品
屆次
第60屆--民國109年
科別
物理科
得獎情形
第二名
學校名稱
高雄市立明華國民中學
指導老師
吳德儀;趙爵煥
作者
畢家禎;林盈均;郭詠靖
關鍵字
纜車,吊臂角度,共振

摘要或動機

遇到強烈陣風為纜車停駛的條件之一,然而我們更想知道未達停駛之陣風是否也會引起纜車共振,造成隱憂?首先,利用樂高積木製作長短、角度不同的六隻吊臂連結自製車廂,取得擺盪時的張力變化、角度及角速度,更定義了擺盪指數=角度最大差值 ×角速度最大差值來比較吊臂的安全程度。再來,透過穩定遮風製造出不同頻率的陣風,得到陣風雖未達停駛標準,但若頻率接近纜車擺盪頻率時,確實能夠引發共振,其中以180度直臂最危險,來回角度高達80度。然而角速度愈大,造成的纜繩張力變化也大,致使塔柱負擔增加。最後,我們將吊臂改良為伸縮吊臂,透過無線遙控改變長度,破壞陣風的共振,成功在20秒內有效改善擺盪情形,以期爭取時間讓乘客安全到站。


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