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旋轉奧秘-吸管抽水之原理探討

科展類別

全國中小學科展作品

屆次

第64屆--民國113年

科別

物理與天文學科

得獎情形

佳作

學校名稱

高雄市立高雄高級中學

指導老師

盧政良;蔡萍實

作者

陳柏維;李鎧任;胡維中

關鍵字

灑水器、離心力、體積流率

摘要或動機

這項研究針三角形狀吸管製成的簡易水泵進行探討。通過將三角形吸管浸入水中並繞垂直軸旋轉,水可以通過吸管流出。研究的目的是瞭解幾何形狀和其他相關參數對體積流率的影響。在理論模型中建構以旋轉座標系描述流體相對運動的方法。且考慮了外部力矩對控制體積的總和以及通過控制表面的角動量流動速率。在實驗中先以紅外線探測器連接至Arduino找出不同幾何條件產生抽水現象之邊界條件。再以可記錄數據之電子天平量測質量對時間關係,以得出不同幾何情形之體積流率。再以水滴之拋射距離得出最終速度,其中最終速度是指水流出吸管時的速度,以探討相關變因對其影響。數據分析中以Visual Studio Code和Python繪出擬合線與理論線進行比對,得出推導理論與實驗是相符合的。

051812.pdf

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