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一種利用聲音舞動的小玩具「聲動蛇舞」-- 將毛根隨意盤旋成蛇狀做為舞者,放在杯身被剪出孔,且倒扣成杯底朝上的舞台杯之上,當嘴巴湊近杯孔,持續發出「嗚 ~」的聲音時,蛇會出現舞動的現象。但它為何會舞動?要如何做,才能使它舞動順利?這之中所牽涉到的因素,除了需考慮到舞者的結構外,還牽涉到舞台杯的構造,以及聲波對它的影響。
經過一連串的實驗,發現固定斜面傾角時,水滴在金屬板上能穩定下滑的質量有一定範圍,利用光電計時器測量後,發現水滴會在金屬板上達到終端速度,終端速度與不同的質量、不同傾角還有水滴與斜面間的接觸面積有關。利用高速攝影機觀察沾有衛生紙屑水滴,可以看出水滴內部的運動情形可以分為前端的滾動及後端平移兩種,表面則是如履帶般由表面張力所帶動。
本研究是透過科學實驗,探究天斬煞的房子對氣流的影響。實驗證明:窄管效應的發生是當風吹到建築物,經由建築物受風面的邊界層流而被導入兩棟建築物的中間間距,大量氣流進入較窄通道,流量增大但是流動寬度變窄,氣流就會增強。透過不斷實驗,我們發現建築間的間距、厚度、測量位置、與前棟的距離、交錯範圍以及建築物的寬度、高度還有屋角形狀、表面的粗糙程度與突起物,都會影響氣流的大小。我們自製風洞以積木模擬建築物,用風速計測量風速,並以乾冰觀察氣流的情形,對於天斬煞的形成與影響因素,有深入的探討與了解,並針對如何避免天斬煞造成的傷害,提出具體建議。
我們利用波以耳定律推演出的實驗,希望達到和排水法一樣的效果,測量易溶於水不規則形狀物質的體積。實驗主要是探討波以耳定律是否能夠同樣測量出易溶於水不規則形狀物質的體積,我們重複多次測量了不同質量的氯化鈉與蔗糖,透過觀察壓力的變化,並代入公式算出體積。實驗結果發現:這個方法可以取代傳統排水法來測量易溶於水不規則形狀物質的體積,是一個不浪費水又省時且不會汙染待測物的好方法。
一般來說,水難以帶電。但將高電壓的靜電通入流動的水中時,可以發現水柱散開的現象(圖一、圖二)。為了描述此現象,我們訂出了兩個物理量:散開距離(水柱長)(圖三)與散開張角(圖四)。為了研究此現象,我們做了基本性質的探討與實驗,結論如下。 基本性質探討的結論: 1.電流不改變水流量 2.水柱散開的機制分為截斷與甩動 3.電流與水流量不影響截斷的水滴大小 實驗的變因: 1.通入電荷量(電流) 2.水流量 3.表面張力 4.液體導電度 實驗的結論: 1.散開距離隨著電流增加呈指數下降。 2.散開張角與電流呈高度正相關。
2000年世界盃 ITTF發佈訊息將乒乓球比賽用球從38mm改為 40mm,我們實驗探究38mm與40mm乒乓球的差異。彈跳高度30公分時,38mm小球彈跳高度、速度和彈跳係數都低於40mm的大球,兩者在長顆拍面彈跳最高、平面NT拍面彈跳最低;而在60公分的彈跳實驗中,38mm小球的彈跳高度、速度和彈跳係數卻比40mm大球佳,兩者在中顆拍面上彈跳最高、平面NT拍面上彈跳最低。不同拍面上40mm乒乓球摩擦力比較值都大於38mm的乒乓球,平面NT拍面上的摩擦力相差19.56%最多;長顆拍面上摩擦力相差較少只有3.83%的差距。一樣的彈射條件下,38mm乒乓球比40mm乒乓球更能夠彈射出較遠的距離。
我們的實驗首先對水的溫度與體積、密度之間的變化關係作印證。接著以兩種降溫的方式作觀察,第一種是從水面冷卻(模仿自然界,冷空氣在湖面使湖水降溫),紀錄水在降溫過程時,上層水與水底的溫度變化,從而了解水體內部的對流過程。第二種是從水底冷卻,再紀錄水面與水底的溫度變化,並比較與第一種冷卻方式的差異。最後再以簡單且實際可觀察到的實驗來證實水的對流過程。
我們從原住民舞蹈比賽的經驗中,發現其他族群的背簍都是四方形的,只有鄒族的背簍是角錐形的,重心不穩會倒在地上,我們覺得鄒族的背簍很不好用,但是長輩們說:「我們鄒族住在山區,要用角錐形背簍比較好用。」 我們向家長和學校借到12個背簍,不停的練習、討論和實驗,經過一連串的研究後發現:鄒族背簍因為它角錐形的設計,有許多優點,例如:角錐形斜靠在陡坡時比較平穩;比較合乎人體工學,所以比較好背;上坡時身體向前傾斜的角度越大,頭部負擔的重量越輕;而且萬一碰到危險可以比較快把背簍拋棄,在山地工作比較安全。 鄒族是唯一使用角錐形背簍的民族,角錐形背簍在山坡地真的比較好用,真的不得不佩服祖先的生活智慧。
我們的實驗目的主要是探討影響橡皮筋風扇船在水面航行距離的因素為何?瞭解其相同船身、相同重量且動力相同時,利用船體的樣式、扇葉的位置、風扇支架位置、扇葉的不同樣式與大小、船頭樣式的各種變化來瞭解影響橡皮筋動力船的行進距離的因素,並進行實驗與探討,來驗證我們的想法,希望能夠掌控一些節能的製作動力船艇技巧,加以應用與了解。
此研究的主要應用在於提升表面導熱的效率,在一般的發電機中,水蒸氣重新冷卻需要藉由一導熱裝置,而在冷卻水蒸汽的過程中,水蒸氣會凝結在此導熱裝置的表面上,在表面形成一層水膜,阻礙之後熱的傳導,使導熱效率降低,我們的研究顯示當兩極小水珠在超疏水表面(接觸角>140°)上結合時,水珠的表面能會下降,造成多餘的表面能轉為動能,使水珠跳離表面。如果利用此現象應用在導熱裝置上,使水珠不易附著在導熱裝置上,便能提升裝置的效率。我們主要研究此水珠彈跳現象發生的條件;此外,我們將兩水珠結合之間的作用力做分析,並考慮水珠的帶電,建立整個水珠彈跳過程的模型。