物理科

我們參加學校的活動中，對陀螺產生了興趣。在老師的指導下，從事了各種不同的實驗。在實驗中，我們發現了不同的操縱變因，會對陀螺的轉動產生影響；也發現了，當陀螺在轉動時，會產生一股力量，使小白球、衛生紙條、煙霧等繞著陀螺運動。

經由網路上裝置的改良，我們找到最適當的電池車裝置：以AAA充電電池為電源，直徑26mm的圓形鐵製金屬墊片為輪子，1 號強力磁鐵吸於電池的正負極，跨上50 芯銅絞線後，在電與磁的交互作用下可以讓電池車滾動，在玻璃面上進行加速度值約為29.1 cm/s2的直線運動。利用電池車來探討運動定律在水平直線運動中的控制變因實驗，整體運動體的質量固定下，改變導線芯數或改變磁場的大小以增減電池車所受之合力，會與加速度成正比；進一步以電池車進行斜面上的運動，可以將電與磁所產生的作用力做為運動時的阻力，將此運用在改裝的迴力車上，可以做為煞車的工具。

本實驗主要利用生活中隨手可得的工具，應用簡單的測量原理，測得空氣的重量，並探討哪 些因素會影響測量的準確度。

我們改裝了JSPB氣槍，藉以產生穩定的推進力，並結合3D列印製作不同的槍頭，加上砂紙的摩擦來模擬出手時產生的旋轉，利用這個發射器，進行不同的實驗。 我們使用了flash、tracker、MPC、excel等軟體，交叉比對實驗結果，並成功利用現有的器材對同時高速移動又高速旋轉的瓶蓋進行了轉速分析，克服沒有專業高速攝影機的困擾。 分析後，我們發現瓶蓋的凹面擺法是產生浮力的主因，可用以對抗重力，延遲下沉，而摩擦產生的旋轉會造成瓶蓋在行進中改變球路，利用不同長度的槍管，就能產生不同程度的旋轉，可有不同程度的球路變化，結合這幾項元素，我們成功實現多種球路，可提供有興趣的人練習打擊，希望在瓶蓋棒球運動的發展上做出貢獻，說不定會掀起風潮。

在國中物理課本中缺少有關牛頓第三運動定律的實驗，所以設計一些可以解說牛頓第三運動定律的簡易實驗，材料可利用廢物，卻能發揮學生學習時的主動性(Activity)及質量性(Quality)。

因為水??出管口時在速?過慢或??過小時，會產生水逆?的現象，也就是所謂的?壺效應，因此本文將探討?同變因對?壺效應的影響。首先製作自製鐵架，以方?實驗的進?，探討?同傾角、管徑、黏滯係?、?角、表面張?、曲?對?壺效應的影響。結果發現：傾角越大則恰產生回?時的水??也會越大，且大致成一個三次函?圖形；並驚訝的發現，口徑大小與水??大小幾乎沒有關係；而黏滯係?越大的溶液越容?回?；增大?口角?則??回?；表面張?幾乎?影響；而曲?半徑越大時，也越容?發生?壺效應。由生活中發現，市面上的水壺傾角都約60 ?，與本研究結果相吻合。再對實驗?據進?函?關係之分析，導出傾角、管徑、黏滯係?、?角、表面張?、曲?和??之間的關係。期望能結合日常生活用品，?低水逆?情況的發生。

液體「內聚力」大小與液體固體表面的「接觸力」，將決定液體與固體接觸的接觸角。燻黑的玻璃會產生碳微粒，造成液體的疏水性，探討液體親水性和疏水性在沉體和浮體時接觸角的變化。我們發明了一種簡易的方法測量液體的表面張力係數，既方便又準確；實驗中我們得到一個物體密度大於液體的漂浮體，除了一般所知的表面張力外，還有因液體表面形變所造成的浮力。另外，若兩漂浮體的接觸面同為「上凸」，或同為「下凹」時，則兩漂浮體間會有吸引力；若兩漂浮體的接觸面相異時則有相斥的現象。我們利用兩種裝置設計，測量吸力與相斥力的大小，利用實驗結果和理論分析，發現這個作用力與表面張力及接觸角有關，而且兩物體越靠近，此作用力越大。

環保隔熱杯套的製作需考量質量輕、隔熱效果好、不添加乾強劑及抗菌劑、破裂強度佳、生物易分解的材料，搭配地方特產，故選用廢棄的茭白筍殼製成的紙塗抹隔熱膠製作出紙漿用量少的杯套。隔熱膠方面，用水性白膠添加四種(咖啡粉、中空粉、活性碳及棉中空碳纖維)熱傳導差且有孔隙的粉末。研究發現，sil-32中空粉有最好的隔熱效果；比較sil-32中空粉的濃度變化，歸納出sil-32中空粉濃度越高有越好的隔熱效果。sil-32中空粉再利用隔熱紙張厚度變化對熱罐表面溫度作圖，發現含有適當甲殼素的隔熱紙張越厚時則隔熱效果越好。因為我們發現sil-32中空粉比其他隔熱粉末效果好，所以決定做中空粉不同體積大小的比較，最後發現D46中空粉的隔熱效果最好。

在物理課本十九章提到磁鐵磁力的大小和磁極所含磁量的多寡有密切的關係，然而一個磁鐵磁量到底有多大，無法測出來，雖然課內將磁量單位定為單位磁極，但單位磁極沒有一定的大小，故引起我們研究電磁磁力來定實際磁量的多少的興趣。

本研究動機由於在五年級上學期牛頓第九冊第一單元光和顏色課程，曾做過彩虹的實驗，但我們在實驗時始終無法清楚看到彩虹，於是引起了我們對彩虹研究的興趣。研究過程分四個步驟來進行：分別是（1）利用簡易的噴霧器是否能製造彩虹？（2）不同噴水量的噴霧器在太陽光底下觀察彩虹的清晰度？（3）不同顏色的背景，哪一種背景下所看到的彩虹最清晰？（4）如何營造出在教學上最易觀察到彩虹的方法？實驗結果發現，製造出彩虹是容易的，只要具備噴霧器水量、無雲的陽光，在較暗的背景（黑色最佳）的情況下就可以很容易看到彩虹。另外便於實際教學上可以自己準備一個紙箱子，內部貼上黑色壁報紙，將箱子、觀察者與太陽方位以順時針135 度或225 度所觀看的角度最佳。