物理科

現在國民小學的速讀教學，於速讀測驗時主數字板上逐一劃去數字、無數字板時則採取教師於粉筆板上板書「1~60」，然後教師逐一劃去數字，以表示「秒數」的進行。然而此法缺點頗多，最明顯的是製作一塊數字板耗費約需五、六百元以上，另外教師憑「心側」劃去秒數下僅時間上有所誤差，且教師手臂亦感酸痛，不勝其煩！因此本校乃有改進缺點之構想，逐研究製作出「速讀計秒器」來，俾便解決目前一般速讀測驗所採方式的缺點，從而達到速讀教學的最大功效，而符合「自製教具」改進教學。

「 × × 奶粉快溶大競賽開始！」「ㄆ一ㄆ一ㄆㄚㄆㄚ」螢光幕又映出沖泡奶粉的廣告了。古裝的 、牛仔的、紳士、紅番、黑人、白人 … … 每人手上一杯牛奶，搖搖幌幌的泡著，看了這些小朋 友可愛的動作，我也就跟著如法泡製一番，很不 幸，效果並不好。因此，我把心中的疑問告訴老 師。老師說：「沖泡奶粉是 『 家常便飯 』 的 小事，但肯以科學的方法去研究它，倒是少有人 在，我們找幾位同學一起來研究吧！」於是我們便開始了實驗工作。

物體在水中的倒影是光經水面反射後所形成的虛像，水面平靜無波時，倒影的長度等於物長，水面有微波時，水中倒影的長度會隨著水波的振幅改變。實驗觀察和數學推導倒影的位置，知：物長愈大倒影長度愈大，觀察者所在位置愈高，倒影長度愈短；人和物的距離愈遠，倒影長度愈大，波動振幅愈大，倒影長度愈大；物體底部的倒影明亮清晰，頂部暗淡稀疏。水波的振幅大小會影響倒影的數目以及倒影的亮度。用簡單的三角函數，可以算出不同的振幅下倒影的數目。

所謂麻雀雖小，五臟俱全，我今天總算在「粉筆」身上見識到了。本研究是探討浸泡不同種類的溶液或不同溶質的水溶液粉筆來測量其硬度的變化，像是粉筆浸泡在水中時，粉筆會漸漸變軟；浸泡在甘油中，則粉筆會變硬。我們也嘗試利用日常生活常見的水溶液來對粉筆進行測試，發現只要是水溶液都會使粉筆變軟。也發現所有實驗中使用的用油皆會使粉筆變硬，但橄欖油卻會因為浸泡時間越長而使粉筆越變越軟。除此之外，我們還利用浸泡在不同種類溶液與不同溶質水溶液的粉筆，進行書寫的程度及消耗量的多寡比較，發現浸泡過鹽水的粉筆書寫效果較佳，但容易剝落，不易保存。

探討風靡一時的指尖陀螺後，我們得知轉得久的指尖陀螺需要：1.清洗軸承來減少磨擦力。2.重心平均可以轉得較穩較久。3.施力愈大可以轉得愈久，但或許有極限值。4.指尖陀螺的材質要剛好可以嵌住軸承。5.螺帽距圓心愈遠，轉動愈久。

我們發現各地纜車握臂形式大部分是彎曲的，這是為了美觀？還是有其他目的呢？我們模擬纜車的形式，試做直握臂纜車及彎曲握臂纜車，發現當纜索張力越大時，兩種纜車受到側向力(風)影響後，擺動的時間縮的越短。彎曲握臂纜車受到側向力(風)影響後，擺動的時間比直握臂纜車短，直握臂纜車會產生「單擺運動」，但是彎曲握臂纜車擺動「非單擺運動」。增加纜車的重量，直握臂纜車擺動仍然是一種「單擺運動」，彎曲握臂纜車擺動時間隨重量增加而減少，有穩定的效果。改變握臂形式，當「ㄑ」、「?」、「I」、「L」四種握臂形式纜車，受到側向力(風)影響後，「L」形握臂纜車從晃動到靜止所需的時間最短，「ㄑ」形握臂纜車所需的時間最長。

本研究深入探討影響骨牌倒下的原理，發現要使骨牌倒下，施給骨牌的外力(F)x擊中點高度(h)，其力矩要大於重力Gx底面厚度的一半(1/2 S)，也就是Fxh > mgx1/2 S。另外，經過高速攝影機的拍攝分析，我們了解每塊骨牌倒下時，具有的動能都比前一塊骨牌大，速度也會越來越快，且就單塊骨牌來說，轉動速度也是越來越快的。撞擊力道越強，倒下的總時間越短，但撞擊力道會被每塊骨牌的抗力所抵銷，在骨牌3撞擊4之後即不受撞擊力道影響。骨牌越重，倒下時產生的力矩越大，倒下時間越短。骨牌大小比例以6:3:1最好，可以兼具速度與穩定性。重心降低、間距縮小，是爬坡成功的主要關鍵。間距為前一塊骨牌高度0.35倍~0.75倍，足以推倒實驗中不同質量的骨牌，其中間距為0.5倍高度產生的力矩最大。

我們先利用灑水方式尋找自然界不易觀察到的現象－複虹（SupernumeraryRainbows）。當確定複虹真的存在後，再利用雷射光束射入小水滴，從屏幕上的亮紋來研究複虹的成因，並且進一步探討於複虹干涉條紋與水滴大小關係。我們利用不同折射率的液體驗證虹出現的位置，並且利用此方法反過來測量不同濃度液體的折射率。再以Excel模擬光線於水滴折射、反射的情形，並從模擬數據及圖形中發現複虹條紋產生的原因。最後以自行拉製的細玻璃棒，再次驗證我們的理論，並在實驗室中嘗試尋找太陽光中的複虹。

我們是一群喜歡蒐集車、玩車的伙伴，對各種車的造型加了不同的導流板感到好奇，利用參加團體活動自然組的機會，提出了好多有關車的問題，並深入的去了解它。

量測液體黏滯係數的方法有很多種，各有其優缺點。本研究旨在提出一新方法，由定義推導出轉動情況中的數學關係式，並利用自製漂浮法實驗裝置測量液體的黏滯係數，同時探討液體介面與黏滯力之關係。本研究利用一壓克力圓盤置於待測液體之液面上，使其轉動後，量測其角速度隨時間之變化，透過理論分析，求得其黏滯係數。研究結果顯示，圓盤受液體黏滯力作用後之轉動現象與理論分析甚為吻合，所得之黏滯係數亦與公認值接近。本研究不失為是量測黏滯係數之一簡易可行的方法。