全國中小學科展

冰棒棍骨牌模型建立與運動分析

科展類別

臺灣國際科展作品

屆次

2023年

科別

物理與天文學

學校名稱

臺北市立永春高級中學

指導老師

陳禹潔

作者

何冠霖;張宸豪

關鍵字

眼鏡蛇波、冰棒棍骨牌

摘要或動機

本研究主要研究冰棒棍骨牌在崩解時波峰的軌跡,並且逐步分析物理原理。首先,討論冰棒棍的基本性質,接著拍攝崩解時的影片,並分析產生眼鏡蛇波的原理,過程中發現了不同的排列順序會分別產生眼鏡蛇波或C波,以及當以眼鏡蛇波結尾時,波峰都會有一個旋轉的現象我們使用了Tracker程式來追蹤冰棒棍骨牌崩解時的波峰軌跡,且發現大部分冰棒棍軌跡都呈現相同的函數關係,並建立模型來研究其性質。 本研究已有初步的結果,我們計算出了冰棒棍的楊氏係數,並且做出了冰棒棍波形的擬合。另外也從不同觀察角度觀察出冰棒棍的運動情形,分析出單一冰棒棍的整體受力與運動情形。根據單一冰棒棍的轉動狀況,觀察出類似於進動現象,並對此深入討論。 未來我們希望能夠結合楊氏係數、冰棒棍波形疊合以及冰棒棍受力情形來建立專屬於冰棒棍波的物理模型,並研究其轉動互換模式。將其利用在工程學上。

TISF2023-160019.pdf

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