物理科

我們把雙手來摩擦，慢慢的手就暖和起來；如果拿鋸子鋸木板或用鑽子在物體上鑽洞，也會產生很高的熱。因此我們便知道摩擦會生熱。可是各種摩擦所產生的熱，到底有多少？我們怎麼樣來測定呢？這種疑問引起了我們研究的興趣，便著手進行。

新聞常報導土壤「液化」，難道固體會變「軟」？那流體會變「硬」嗎？我們實驗生活上粉漿來探討流體受到外力後變硬的現象(簡稱流體的「固化」)；接著自製各種物理的實驗和測量工具：「自製滑輪黏滯度檢測器」測量粉漿黏滯度、「自製喇叭垂直震動器」和「自製水平震動器」有效控制變因，探討流體跳動或固體粒子流動現象(簡稱固體的「液化」)。主要發現：不同流體會有不同流動表現，玉米粉漿、太白粉漿表現近似「非牛頓流體膨脹型」特徵；震動實驗發現細砂具有比粗砂容易流動的特質；砂、水、粉混合後具有凝聚特質，可以減緩震動時「液化」情形。透過我們這個物理實驗的想法和發現，或許可以對未來的科學探究或生活問題具有價值。

段考後，班上同學到援中港戲水，大夥兒嘻嘻哈哈地，好不快活。我們在沙灘上檢到了許多漂亮的海螺，常我把海螺靠在耳邊時，發現有聲音，覺得很奇怪，回家後，我發覺，几是各種容器，只要有空的部份，把它湊在耳邊，都剛好物理第二冊第十五章裹也講到聲音，於是我對這個問題產生濃厚的興趣，就請老師指導我著手研究這個問題。

「動量」是高中物理力學篇的重點之一，有關動量守恆性常以「火箭」為例當作解說，火箭固然是我中國先民的智慧結晶，然因未善加研究方展，反為西方世界所用，令人痛惜。國內的高中生，甚或大學生，除了在節日慶典能見到娛樂性的火箭之外，就只能在電視、電影裹看看外國火箭的發射紀錄片斷，問或有些許學校組織「火的研究社團」能身歷其境外，鮮少有較實際的體驗，因此常會造成火箭的推進係與空氣間的作用和反作用所造成，與噴射機之飛行概念混淆不清，為了澄清這種誤解，更為了說明上的便利，故而設計這套模擬實驗，以做為示範教學或學生實驗之用。文內提及之「火箭」實際上若以「水箭」名之應更為妥切，但為了方便，仍沿用「火箭」之名。

於光學實驗里，欲測定水波槽內週期波的波速時，若以同步定時儀，眼睛再透過定時儀的狹縫，觀察週期波，則欲「凍結」週期波簡直難乎又難，因此，為使定時儀的狹縫與週期波同步，可設計一個「同步調整器」，使同步定時儀的狹縫經過視線時，起波器亦恰振動一次，而使狹縫與週期波始終同步，由此可「凍結」週期波，進而測出其波長及波速。

本研究在實驗不同弦、彈撥工具、收音位置，以及音箱的材質、厚度、硬度、高度、外圍大小、外圍形狀、音孔大小和音孔形狀對共鳴響度的影響。過程中自製30個音箱，並經三次改良製作2組調弦架。實驗操作共進行2次，結果為：1.不同的弦所產生的響度差異不顯著；2.厚度愈厚的撥片所產生的響度愈大；3.音箱內中間偏下方為產生最大響度的收音位置；4.瓦楞紙材質所產生的響度比馬糞紙、泡棉、軟木為大；5.厚度愈薄的音箱所產生的響度愈大；6.音箱硬度愈硬產生響度愈大；7.體積愈大的音箱所產生的響度愈大；8.音孔大小愈小的音箱產生的響度愈大；9.正多邊形音箱邊數愈多產生的響度愈大；10.音孔在兩側的音箱比音孔在中間的音箱產生較大的響度。希望研究結果提供未來自然與生活科技「聲音與樂器」單元教學之用，以及學習樂器時更能理解聲音共鳴原理。

二月十五日那一天，我和媽媽到高雄大統百貨公司，乘坐「升降機」到十樓一一兒童樂園，當升降機突然起動向上升時，我到好像有一個力量將我向下拉了一把，使身體沉重的向下一頓；而當感覺升降機突然停止時（或下降）卻覺得身體漂浮起來，好像是有一個力量把我往上提呢!!，這一拉一提的力量是從何而來？為什麼會這樣？難道說在升降機中人的體重會增加或者減輕嗎？果真如此，這又是什麼原因？這一連串的疑問，激起了我探討研究的興趣，於是在科學研習的時間，提出來向老師請教，老師就以「坐升降」為題口，展開這次的研習活動。

由電影「星際效應」所引發的好奇心，我們開始了這次對重力彈弓的實驗與研究，共設計了三種實驗裝置：一、馬達、鋁盤、強力磁鐵及滑軌組成的引力裝置。二、壓克力材質的的實驗平台。三、可調整鋼珠從不同高度滾落的凹槽滑梯裝置，利用這三種裝置我們可以進行重力彈弓的模擬與分析。

想了解水滴在出口端體積受到哪些因素影響並分析重力與表面張力兩者關係，研究發現 (一)水滴接近滴下時底部水滴會彈性內縮；毛邊會破壞水的表面張力，輸出體積下降；出口端往水平方向傾斜時，輸出體積大約為垂直時的1/2。 (二)出口端為斜口時水滴的脫離點會往斜長中央點移動；出口端厚度變薄，接觸長度減少，往上總力降低。水流量大會有過量的水被往下帶；出口處疏水性強時，端口邊緣沒有水附著，水滴會較小。 (三)液滴增大時重力與表面張力之垂直向上總力比值會先降後升，表示開始時表面張力大於重力，但隨水量增加時接觸的周長迅速增加使得表面張力在垂直向上的總力大幅提升。隨後因重量持續增加使得比值隨之升高到了接近滴下前比值約為1。

我們承襲一般坊間製作天燈的材料、方式製作天燈，由各種不同因素來探討，為何相同的條件下天燈飛行的結果會不一樣，其中包括沙拉油及煤油的不同混和比例、金紙不同摺法燃燒的方式、金紙數量、沾油金紙放置日數;進而探討天燈飛行時的浮力變化與天燈內部各位置溫度的變化情形，最後研究不同尺寸的小天燈，探討多小的天燈可以不被燒掉而飛上天空，以及天燈究竟可飛多高多遠。在實驗中我們發現天燈能成功飛行的關鍵，在於燃燒的金紙能充分獲得空氣，因此將天燈金紙攤開折成蓮花狀，來增加空氣的接觸面積是天燈施放成功的關鍵，天燈燃料採用 5：5 或 4：6 之比例混合較合適，但天燈施放用的沾油金紙，由於揮發的關係不宜擺放過久；金紙數量跟天燈能否飛行無絕對關係，燃燒少量（即使只有兩張）的金紙張數，也可使天燈升起；只是燃燒張數的多寡，關係天燈停留空中的時間長短；我們發現製作天燈，它的尺寸大小不宜小於一般天燈大小的七成（約高 105 公分、直徑寬 63 公分），否則難以起飛，且易焚燬，在研究飛行多高、多遠時，因為要考量因素太多，僅知可飛高約三百公尺，時間約三分鐘，再考慮當時風向、風速便可推算多遠。