物理科

民俗技藝─扯鈴有一種稱之為「跳鈴」的團體招式，是讓同一條繩子上有兩個扯鈴作相向運動，並在表演者的手部振動下，使兩個扯鈴以不同的高度跳躍，並互相交換位置後，再回到繩子上各自繼續前進。本研究便是要提出跳鈴的假設，並設計一套模擬裝置來驗證假設，期待能找出跳鈴的秘密，並且可以運用在實際的扯鈴活動中。

本研究主要探討為何『威浮球』能輕鬆投出變化球。我們實際買了兩顆來試投，發現怎麼投都沒有網路影片上面誇大的變化。因此自製彈力發射器、輪轉發球機與乒乓威浮球來進行實驗與測試，瞭解對流孔擺放方向與球行進路線有何關聯？結果發現對流孔的大小、數量、位置、對流孔發射位置與球的表面光滑程度，都會影響球的行進方向。並發現手投威浮球會偏轉主要是兩個原因：第一是球旋轉時上下左右風速不同，導致壓力不同而造成威浮球上浮、下墜、右旋與左旋。第二是風通過對流孔時產生擾動，使沒有對流孔的內面受到風力而產生偏轉。並製作風洞觀察風在威浮球內的影響。結果發現風會使原本平整的小保麗龍球產生傾斜，證明風有對威浮產生力的作用，而使其偏轉。

我們探討的內容有兩項主題：第一是觀察者在空氣中(疏介質)看水中(密介質)的物體，第二是觀察者從水中(密介質)去看空氣中(疏介質)的物體。這兩項主題皆有虛像位置的推導與測量，及分析觀察方向改變時虛像位置的奇妙變動。首先，我們運用簡易的數學與物理知識自創一個『虛像位置』的幾何公式，及自行設計兩種『觀測視角測量器』的工具，進行實驗測量與理論演算的工作。接著引入複雜但精確的微分公式作為檢驗自創公式的依據，最後再全面分析各種實深條件下的測量值與理論值之差距。

「溫室效應」是大家耳熟能詳的名詞，但大多人對它一知半解。新聞常常會報導：溫室效應已很嚴重，專家表示，幾年之後，一些小島嶼將會被海水掩沒，極洲生物將失去牠們的土地。在考試時，題目寫著：深色及淺色對光吸散熱效果不同，所以市面上的陽傘都有固定的顏色配置；再者，我們常使用的建築材料中，哪一種最符合「吸熱慢又散熱快」的效果呢？我們經由簡單的實驗來比較，獲得淺薄的認識。日常生活中諸多現象都與熱相關，我們藉由模擬「溫室效應」來了解其原理與效應。

去年四月十八日下午一時三十分「蘇澳港一艘拖船翻覆」這艘船滿載到該港參觀的大專院校師生，在外防波堤附近遇風浪發生意外事件”看到這不幸消息以後，我問徐同學：「這艘船為什麼會翻覆呢？」……

本報告透過以PVC管接上中音直笛頭模擬吹奏直笛的?況，?用Spectrogram音頻測試軟體測?所得結果，在管徑、前孔長、前孔寬?、氣??、溫?都被控制為常?的情況下，分別改變其管長、孔徑大小和?孔間距?研究聲音、直笛孔的大小與距?對誤差的影響，藉由孔的直徑、距?與誤差的關係，發現孔?的直徑愈小時，其誤差就愈大。但只要孔徑到達一定大小時，波長的依據會由孔中心變為孔前端，?照此規?進?。當孔之間的距?越大時，其頻?就會愈小。管柱前端效應對頻?的影響遠大於末端效應。但得到這些結果之後，我們又對直笛本身的奧妙產生疑問，於是在討?時先對調音方式進?研究，而發現在孔全蓋住的情況下，調音的效果並?大，而其餘則可藉由移動直笛上段與中段?接距?改變頻?，進?調音的工作。接下?則是討?高八?音是如何產生的，我們發現要使音高八?，必須將大拇指所按的孔改為半孔，於是?解大拇指所按的孔是讓音提高八?的關鍵，?將其取名為高八?音孔。為?要瞭解高八?音的產生，在查資?時又發現直笛發聲時內部產生的駐波並?是只有一種，其最低頻?的整?倍都可形成駐波，而最低的頻?稱為基音，決定音高，其餘決定音色，稱為泛音，所以只要讓原本的基音被?倍頻?的泛音取代，就可呈現出高八?的音。

夏天自製冰塊消暑，發現結冰前是透明的溶液，結冰後卻不完全透明；於是上課請教老師，老師說：「你們何不好好研究實驗看看。」於是在老師的指導下，與同學利用課餘時間著手觀察研究。

在小學學到單擺、節拍器有等時性，可以用來計時。我們發現浮體在水面受一下壓或上拉的力量後，導至浮力、重力不平衡時，浮體會在原地做週期性運動亦有等時性。而振動週期究竟與何種變因有關，呈何種線性關係，引起我們的興趣，故作深入探討。

有一天我們在操場上體育課時，無意中發現正在興建中的體館外邊，有許多工人在很高的方形支架上工作，覺得很新奇；又有一次老師帶我們到校外參觀，走到正在與建中的高樓，看到撐在外邊的支架，卻是用交又形的桿子所做，工人在其上工作也能活動自如，引起了我們的好奇心，因此我們就去請林老師指導。

在本實驗中，我們要驗證電視節目中所說的神奇事物，並測試其他紙張是否也有同樣的特性，最後，試著找出比電視節目中更好的方法來利用紙提起重物。首先，實驗中利用紙的平均重量及毛細現象來驗證了紙張的強度跟厚薄及緊密程度有相關性；再使用折及捲的方式，來試圖使紙呈現更大的強度，最後，得到結論－在發票、報紙、圖畫紙、影印紙四種紙中，以圖畫紙六折可以有最大的強度表現。於是，將這項發現及特質，應用在日常生活中，得到一些便利。如到便利商店購買飲料時，利用薄薄的紙張，把它輕鬆提回家；或是在衣架中間掛紙帶，再掛其他衣服，以節省空間。