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物理科

看誰最會跑

我們發現物體會因為所在位置的震動而產生位移,在大鼓上此現象會表現的更明顯。我們也發現物體移動的距離和方式與落槌位置、物體大小、物體重量與接觸面積有很大的關係。在做完實驗之後我們還發現,落槌位置靠近邊緣時,物體較容易翻轉,物體重量太輕,會使移動狀況不穩定,以及接觸面積太大與太小都對物體移動有負面的影響。同時,我們也看到物體因震動而產生移動時會有以鼓心為圓心移動畫圓的現象。最後我們將研究結果應用於農作物:稻穀、花生的好壞分別上。

阿湯哥歷險記

科學原理俯拾即是,為了瞭解影響湯匙搖擺下坡的因素,我們設計了一連串的實驗來進行探討,在實驗過程中我們發現湯匙搖擺下坡受到了許多變因的交互影響,包含了湯匙的形體、下坡軌道的角度、湯匙的重心傾斜狀況、軌道底板的數量、材質差異、軌道側板的種類、、、等等因素,請看我們慢慢分析如後。

轉吧~風動陀螺

我們曾於網路影音平台中看到有趣的風動陀螺影片,激起我們想進一步研究風動陀螺無限旋轉的秘密。本文主要針對「扇葉設計、陀螺配重、循環扇」三個部分探討:發現(1)風動陀螺扇葉長度影響轉速但沒有改變穩定度(2)風動陀螺寬度會影響陀螺轉速與穩定度(3)扇葉形狀以圓形最佳(4)當傾角位置為1cm角度15度時,陀螺轉速最快且旋轉穩定(5)於陀螺中心配重或配重於扇葉下方都能提升轉動穩定度(6)限制陀螺旋轉範圍,半徑越小轉速越快但越不穩定(7)當循環扇中央遮風板半徑大小改變時會影響陀螺轉速與穩定度(8)陀螺與循環扇的半徑比會影響轉動穩定度,最佳範圍在0.5~0.8。

『石』在厲害!道碴(Ballast)對於鐵軌穩定性與排水性之探討

實驗結果顯示,經過夯實步驟的道碴,彼此靠近愈形緊密,道碴間所產生的摩擦力,巧妙地達成固定枕木之效果,但是在雨天的時候,受水份的影響,而造成道碴間的摩擦力變小,尤其以泡水時的影響最大,此時枕木被道碴固定力量也變小最多;由於道碴間有縫隙,讓鐵軌在雨天的時候可迅速將路基上雨水迅速排開,路基因而不易積水,所以影響固定枕木的力量與道碴的形狀、大小、外觀圓滑與否及枕木形狀有關係外,氣候因素之於道碴濕潤程度亦不容小覷。此外,道碴還有分散火車重量防止鐵軌下陷的功能,可讓火車行駛在鐵軌上穩定性較高也較安全。

水龍搶珠 - 探討不同條件下雙水柱的交纏狀況

水池邊,看到石雕魚噴出的水柱,水面變得凹凸不平,分析文獻後,發現都沒有解釋原因的相關研究,決定深入探討。實驗發現,雙水柱所形成的水結依序為水平面、鉛直面…的呈現。我們研究顯示,因為表面張力的緣故,雙水柱會以麻花狀互相纏繞,並在水平面及鉛直面水結交接處,水柱會快速旋轉90度,使水結翻轉,因此會形成數個水平面及鉛直面水結,最後才結合成一道水柱。也發現,使水結振幅變大的因素為:雙水柱距離變大、水溶液的表面張力變小。讓水結波長變長的因素為:雙水柱距離變大、水溶液的表面張力變小、水柱流出的初速度愈大。而水結數量變少的因素為:雙水柱距離變大、水溶液的表面張力變小、水柱流出的初速度愈大及雙水柱的水平夾角愈大。

光線新「視」界

駕駛者有時會受到前方光源而有眼睛不適的狀況,這可能影響行車安全與身體健康,透過查詢資料了解到這可能是因為眩光所導致的。以問卷結果為基礎,設計實驗探討「環境條件」及「光源條件」對眩光的影響。由實驗結果發現,光源照度越強,照射角度與觀測者目光重疊時,眼睛越容易有不適感。我們也發現角度及燈泡排列方式也會影響到眩光的範圍,當光源角度改變為15度時,可以大幅降低眩光面積。燈罩的形狀是展開型時,較能有效降低眩光。 綜合實驗結果,若想減少眩光對行車的影響,可調整會出現在駕駛前方的光源角度,如街燈、指引燈,駕駛人本身也可配戴黃色系的防護眼鏡,可有效阻擋光線,提升行車安全及舒適度。

蒸發吧!液滴

本研究在探討「不同液體的液滴」在「不同的固體表面」上的蒸發行為。研究的目的有三:1. 觀察不同溫度及體積的水在固體材質上的蒸發情形;2. 觀察不同液體在不同固體表面上的蒸發情形;3. 探討液滴蒸發過程的接觸角、高度及直徑的變化。 本研究統整不同液體於不同固體表面上的蒸發狀況可得到以下結論: 液體的內聚力及與固體表面的附著力,會影響接觸角的大小,液滴的接觸角與蒸發的速率有關,接觸角角度越大,內聚力相對附著力越大,而蒸發時間越長;接觸角角度越小,內聚力相對附著力越小,而蒸發時間越短。

銀燭星光冷畫屏-塔比星的光變曲線研究

塔比星是一顆位於天鵝座的恆星,他的光變曲線同時擁有不對稱性以及大光度變化,常常是天體物理學家的研究對象。在這份報告中,我探討塔比星的基本屬性,我也使用樂高作為為硬體結構的主要構成部件,以Scratch3.0做為控制用的程式語言,在此基礎下,開始設計與建立恆星系模型。我會用此模型模擬各種光變曲線的可能性,包括校正整體的光變曲線、模擬兩顆行星同時掠過塔比星的光變曲線實驗以及聯行星掠過塔比星的光變曲線實驗。我也會將這些內容,與克卜勒(Kepler)太空望遠鏡所觀測到的數據做比較,在其中也有使用『宇宙沙盒』做出一個塔比星系的模擬。

碳為觀阻墨名其妙-碳究石墨線的各種導電特性

本研究從四年級上學期自然與生活科技領域中「燈泡亮了」的單元出發,想找出影響「石墨線」導電特性的因素。探究各種特性發生的原因,最後歸納出各種原因對應的因素。 我們發現用鉛筆畫出的石墨線的長度、厚度與硬度都會影響石墨線的導電性,也發現畫線用的力道不同也會影響導電性。因此我們設計了壓力筆,使每一筆的用力程度相等。最後歸納出影響導電性的原因。我們利用一年的時間完成「石墨導電性」研究,發現這個研究是既有趣又有創意的,值得我們付出時間、及耐心去探索。

多此一舉?後車窗雨刷存在必要性之探討

休旅車的後車窗傾斜角度大,常有雨刷的配備,但是在我們的想法裡,玻璃傾斜角度大,水滴容易受地心引力影響往下滑落,所以應該是傾斜角度小的一般房車才需要後雨刷。 我們自製器材來探討玻璃傾斜角度與雨滴大小的關係,還有風力大小、玻璃塗料對雨滴滑落的影響,並設計問卷了解開車者對後雨刷的使用習慣。 研究後發現,所謂的防撥水玻璃塗料不是減少水的附著力,而是增加水的內聚力與附著力,形成完整水珠待夠重時以不留水痕的方式滑落,但在細雨時,水滴不夠重無法滑落,需要雨刷幫忙。 實驗得知,風小時,在不同傾斜角度的後車窗均可量到風力,但是風力大對傾斜角度大的後車窗沒有帶動雨滴下滑的作用,結論是當風大,雨滴小時才需要用到後雨刷。