物理科

本實驗探討水滴滴落水面反彈的運動情形。我們利用高速攝影機拍攝、觀察水滴滴落水面過程的變化，並改變落下水滴的高度、質量、壓克力水箱的水深，討論不同條件對反彈之分離珠數的影響，以及各分離水珠和落下水滴的能量關係。同時分析水滴撞擊出的凹洞大小，並嘗試以高中課程所學及現有的理論解釋其運動情形。在本實驗中，我們發現：落下水滴位能、水深介於某一範圍時，可出現最多的分離水珠。

1.白努利方程式(Bernoulli's equation)為1738年Daniel Bernoulli 所導出的公式。普通物理實驗的燕政裝置殷穩定性很難控制，且不能隨意改變壓力和流速，實驗結果不甚理想。2.作者於六十八年，第十九屆科展時，曾提出本實驗器材參展，未獲獎。經評審先生指導，及作者三年來不斷研究改進，於本屆再提出，敬請指正。

電磁鐵的中心材料及漆包線的粗細、圈數，會影響吸起的迴紋針個數。在漆包線是1000圈時，電磁鐵的磁力最強，再增加線圈數，電磁鐵的磁力反而下降了。將馬達接上LED 燈，製造馬達發電機，轉速越快，LED 燈越亮；漆包線的粗細、圈數、密集程度及磁鐵數量與磁鐵移動速度，會影響LED 燈的發光個數。設計裝置，利用馬路上的車子，將電能轉換成光能，達到節能減碳。此外，將改良的線圈磁鐵組裝到鞋子上，可以增加安全性，讓後方來車注意到行人。

(l) 在二年級時我們在物理第二冊第十章學到相對位置及相對運動。常時課本上舉了許多實驗來測定物體的加速度：1.利用鋼球在斜面上滑下之實驗：「將鋼球由斜面上滑下，由一人即刻按下停錶計時，每隔一秒通知另一人，記下鋼球的位置」。這種作法，不僅二人不容易配合，而且不容易確定位置，誤差太大，同學們均不能得到正確結果。2.自由落體運動（或是單擺擺動，拋體運動，彈簧振動等，均是利用閃光照相，不僅設備昂貴，操作複雜，且要經過沖洗再依比例推算出距離，不能立即得到結果。 ( 2 )在第三冊時我們又學到牛頓的運動定律：1.利用水鐘車的實驗：這個實驗要時時住意水位，因水壓高低亦影響水滴的快慢，而且水鐘車在斜面上運動時，水滴由於重力和慣性作用，往往形成直線狀，影響實驗。2.利用振動計時器：賓驗時水鐘車之後還要接上一紙帶，影響正常的運動，而且電壓大小，電流強弱等均影響打眼的時問 ( 3 )綜合上述，我們發現每個實驗都各有缺點。所以我們就開始研究，希望能製作一種構造簡單，操作容易，準確度又高，而且立即可得到結果的實驗裝置。(4) 在第十六章電學裹，老師講述交流電及高壓放電的現象時，我們想到或能力用電子公司供給的交流電的六零週波的頻率來測定各種運動。經過老師指導後，我們就開始設計製造。

在日前交通日趨頻繁的今天，常常發生車禍，當然車禍發生的因素很多，據統計由超速所造成的車禍，是佔很高的比例，如果在行車速度上能給予適當的限制，那車禍必能減少到最低限度，在生命及財物上都得以保障。

我們嘗試自製燈泡，實驗中以筆芯代替鎢絲，當加大電位差（電壓）時，觀察到筆芯開始發亮，接著漸漸變細，然後斷裂，此現象和燈泡中的鎢絲相似。從筆芯的導電性實驗中，發現筆芯的H愈高，黏土含量越高，導電度愈低；B愈高，石墨量愈多，導電性愈高 。筆芯的長度越短，直徑越粗，電阻越小。為了讓筆芯發光，我們增強電壓，由實驗結果顯示，通電的電壓至少要10.5伏特、電流3安培以上，才足以使筆芯發光。如果筆芯在二氧化碳的環境下，可延長發光時間，但對於照度則沒有幫助。以鋰電池串接時，0.9mm直徑筆芯實驗效果最佳，可以發光170秒，照度達1023Lux；以鉛蓄電池為電源時，在照度、發光時間都有明顯提升， 0.5mm直徑筆芯發光時間達660秒以上，照度為20830Lux。

吾人常見百貨店的櫥櫃裡，放著一隻不分晝夜連續叩頭的唐老鴨，但您曾留心到那隻不具馬達、磁鐵 ……等，何以能有動力使其上下運動呢？那正是啟發我作此研究的動機一一研究低沸點（內能）物質的工作能力。那唐老鴨的肚子里正是裝著這種液體，利用其沾溼外壁的頭部與乾燥外表的肚子之問溫度差所造成蒸汽壓差落，將液體由肚子推擠到頭部，重心上移則叩頭不已，這種蒸汽壓差落所造成的動力如此大，必有賴於此種液體在常溫下有很大的蒸汽壓，且其蒸汽壓隨著溫度之改變量很大者，此即低沸點的液體，既然這高壓蒸汽是很好的動力來源，且因低沸點的液體只須極少熱能，即可沸騰氣化而發動蒸汽機，故太陽能、地熱、高溫廢水就可派上用場，而此種液體的同收亦屬容易，因此不必浪費能源燃料，或用極少燃料就可獲得動力來源，在此世界能源匱乏之際，世界各國無不投下巨資研究新能源，如地熱、太陽能、海水溫度差，糞池沼氣、風車……等，均為人所研究過，但卻未有人善加利用低沸點液體的莫大功能。

本實驗在探討彈力常數較小的彈簧（即彈簧鉛直懸掛時，受重力影響即可伸長的彈簧）鉛直懸掛，待其靜止後使其落下，彈簧底部的暫時性靜止的現象猶如地心引力消失一般。利用攝影技術，將彈簧落下過程合成為一張合成圖以利觀察。我們由合成圖中發現：(1)彈簧鉛直落下過程中彈簧底部有暫時性靜止的現象；(2)彈簧頂端落下過程為近似等速度運動的現象；(3)當底部開始運動之後，整體彈簧質心受重力作用作等加速度運動，但彈簧頂端部分瞬間速度有減緩（相較(2)之速度）現象。因此我們進一步設計一連串的實驗，研究彈簧基本物理量與此現象間的關係，但其關係並不明顯，最後將彈簧落下過程的運動模式加以模擬、討論。

有一天，我和鄰居的同學玩摺紙船，後來李家慶同學提議要放到水裏，我們就拿了一盆水，把紙船放下去。咦！怪事發生了！船兒怎麼都跑到盆邊來了？紙船自己又怎麼會跑呢？我們都不知道原因，因而發生了疑問。就這樣，便引起了我們研究的動機。

帶電粒子在均勻磁場中的移動，會受到磁力的交互作用，藉以改變電解質的濃度、磁場強度以及電解液中的電流強度，溶液中的帶電粒子便會產生不同的移動速度，經由簡單的實驗設備，讓溶液中的電子受磁力作用進而偏轉，再去藉由所量測的時間以及圓周運動的圓周長藉以推算出電解質在磁場中的移動速率，推論出，當離子的移動速度越大以及外加的磁場越強，溶液中帶電粒子本身的因磁力所造成的向心力也就越大。且電解質溶液導電後，在不同濃度時測量其電壓及電流來討論電阻值與不同濃度間的變化關係。