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就問你「浮」不「浮」:浮球的穩定性討論

科展類別

全國中小學科展作品

屆次

第63屆--民國112年

科別

物理科

得獎情形

探究精神獎

學校名稱

基隆市立中正國民中學

指導老師

許芳瑾;曹瑞芸

作者

李欣苡;易庭安

關鍵字

扭蛋浮球、扶正力矩、浮球穩定度

摘要或動機

我們利用扭蛋製做單軸、分離式及貫通式雙軸浮球模型,進行海水與淡水的載重與吃水深度、配重位置與傾斜角度、造波和回正觀察。發現載重與吃水深度呈線性關係。不同配重位置明顯影響分離式模型的傾斜角度,重心越低,角度越小。貫通式模型易保持正浮,但重心較高者,正浮不穩定,稍受擾動即傾斜。 在造波中發現浮球呈週期性運動,且浮力最大值在波峰,最小值在波谷,相差可達50%~85%。垂直方向運動速率最大值約在平衡位置,垂直位移最大值<2倍波高。 不同配重位置的貫穿式模型以90°傾斜入水,軸頂到重心的距離(L)決定浮球是否回正。本實驗發現全長16cm的模型,L≥11.42cm者,均可回正,L≤11.17cm者,均無法回正,顯示L越大浮球穩定性越高。

030113.pdf

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