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物理科

「深」在「浮」中不知「浮」~探討表面張力對『沉體』浮於水面行為之影響

硬幣因表面張力的作用而浮於水面上,且當所形成水面曲線各點斜率小於1時,即硬幣與水面接觸角小於135∘,其曲線會符合h(x)=c1e-x⁄Lc 的形式。另外,實驗驗證兩枚浮於水面之硬幣因兩側接觸角不同,使硬幣受力F=γ(sinθc2-sinθc1)*A,而發生互相靠近的情形,此機制與文獻[4]所提到的解釋不同,這是因為沉體(本實驗所研究的)與浮體(文獻所提到的)與水面的接觸形式不同,而使得物體浮於水面上互相靠近的物理機制不同。最後,本組發現水面漂浮物體為浮體時(密度小於1gw/cm3),接觸角大小與表面材質有關,與密度大小無關;而為沉體時(密度大於1gw/cm3),接觸角大小與表面材質無關,會隨著密度增加而變大,可說明了兩沉體互相靠近時,接觸角是會改變,因而產生吸引的現象。

編織紗的探討

為了要參加舅舅的婚禮,媽媽特地帶我到百貨公司選購新衣,當我們上了三樓「兒童編織服裝部」,一眼望去,滿室擺滿了各式各樣的童裝,使人看了眼花撩亂,我們邊走邊看,看到好看的便拿起來讓我試穿,並問問價錢。有的合意但嫌價錢太貴,有的便宜又好看,也有些樣式、顏色、尺寸相同卻價錢相差好多。為什麼一件衣服的價格會有這麼大的差別?我們到底耍選那一種才是理想的呢?回學校以後,我便請教老師,老師說:「這跟衣服的質料有關,市面上編織布很多,如果大家對這方面有興趣的話,可以一起來研究。」我們就在老師的指導下,全班分成十六組,開始搜集資料,進行研究工作。·

紗窗大小與通過風速的關係

想必大家的家裡面多多少少都會裝紗窗或者是紗門吧!其目的是在於防止蚊蟲進入,但是經過了這一道阻隔卻往往造成夏日涼爽的清風無法有效進入室內。本實驗的目的即在於探討是哪些可能因素造成了風在通過紗網時流速的變慢。首先在實驗一中我利用了線香來拍攝氣流通過紗網的軌跡,以推論紗網密度與紗網前後風速變化量的關係,接下來在實驗二中我測量同一高度下,紗網前後各點的平均風速,進而確定紗網網格密度、網徑大小以及通風面積比(網孔總面積/模型總截面積)均會造成風速的變化。最後經由風洞內各點的壓力分佈分析得知,風速之所以會減弱是因為紗網網格過密,形成了風阻,阻礙了風的流動,所以風在吹到紗網前,風速早就已經降下來;而經過紗網時又阻礙了一部分的風量,故在紗網後的我們才會感覺風明顯的變弱。但同一紗網對不同的入口風速造成的風速降低比例大約是相同的,不因其入口風速的快慢而改變;而且紗網網格密度越小造成風速降低比例值則越小。

『蒸』有學問! ──智慧化水煮蛋之冷凝物理機制與電鍋節能技術探討

本研究運用電鍋加熱過程中之冷凝物理機制來操控水煮蛋熟度,既節能又可同時蒸製多種熟度水煮蛋。研究分析電鍋內溫度變化、斷電時間、盛裝容器內之冷凝水量、水煮蛋熟度等資訊發現:電鍋容量和外鍋水量會決定鍋內升溫速率和加熱時間,進而影響水煮蛋熟度。此外,雞蛋數量會影響水蒸氣之冷凝循環利用,因而延長加熱時間和提高熟度;若將雞蛋以容器盛裝,則會因容器大小和雞蛋堆疊方式阻礙部分冷凝水之循環利用,縮短加熱時間和降低熟度。若要節省電能和時間來蒸製同熟度水煮蛋,可選用小電鍋、減少外鍋水量、以燜鍋替代。最後,以不同方式堆疊雞蛋、包覆鋁箔,再搭配適當外鍋水量和燜鍋時間,可以同時蒸製出多種熟度水煮蛋,進而達到智慧化之效果。

碰─瞬間撞擊

六年上學期,自然第五單元是討論「四輪車與小山坡」老師指導我們實驗時,我們這組的李東慶發問:「四輪車由小山坡滑下撞擊到方木塊,我們能不能知道它的撞擊力有多大?」 我也問老師:「是不是有什慶方法可以減少撞擊的力量?」 在老師的解說和指導之下,我們一起開始做瞬間撞擊力的研究。

熱傳播的簡易裝置

在我們日常生活中,隨時隨地都與科學接觸;而學習科學的過程,必須建立在觀察與實驗上;若僅僅限於閱讀課本與聽取講演是不夠的。而一般人常認為要觀察輿實驗需有專門的儀器與設備,若沒有此等設備,就無法做實驗了。常我們學完物理第三冊第十二章熱的傳播之後,我們知道在日常生活中和熱有關的地方實在太多了,何不利用日常生活容易取得的物品來做實驗呢?以達到「廢物利用」的目的,同時亦可達到「生活即教育」的目標,不要將實驗僅限於實驗室的儀器與設備。

碰!看誰贏 (影響物體碰撞反應的原因)

民國六十七年十月十五日天氣晴難得一個星期日,爸爸把辦公室的工作全部擱下,全家到高雄喝小阿姨的喜酒,下午到大統百貨公司買媽媽的衣料,妹妹的洋娃娃以及我的火柴盒小汽車”害得負責付帳的爸爸差點見就「發財」了。在返回屏東的路上親眼目睹了一件可怕的車禍,使我終生難忘,我們的車子以平穩的速度行駛,迎面來了一位「閃電騎士」好像在表演飛車特技;突然一輛大貨車從叉路口衝出,只聽到「砰」的一聲。說時遲那時快,爸爸猛踩煞車,妹妹嚇得大叫;總算沒有造成連環車禍。可是眼前已是血肉模糊,腦漿四溢,「閃電騎士」沒戴安全帽當場死亡,本來是「美麗的星期天」,卻變成「恐怖假期」,爸爸的話使我生難忘:開車一定要小心,寧可慢些不可超速。但是我覺得奇怪?為什麼摩托車被撞得稀爛,而貨車僅是車頭受損而巳?明天上自然課時一定要記得請教老師。

打造一個有趣的磁力樂園

本研究是從自然與生活科技領域中的有關磁鐵的單元出發,依據磁鐵的各種特性設計各種軌道,如直行軌道、360 度軌道、轉彎軌道、波浪型軌道、磁浮軌道等,並將這些軌道組合成一個磁力車能行駛的磁力樂園。最後,我們還發展一個獨特的「立體磁力線測量儀」分析磁力樂園中各個不同軌道以及各個軌道銜接處的磁力線。我們利用一整年的時間完成這個磁力樂園的研究,獲得非常多的收穫。

比比看,怎樣的風車轉得最好

那天我買了一個風車送給弟弟,弟弟很高興地玩著它。突然,我想到:為什麼風車都是四個葉片的呢?多一點葉片或少一點葉片可不可以?因此,我決定來做個實驗,看看葉片的多少與風車轉動的速度有沒有關係?但是,我們玩的風車只能做成四片的,沒有辮法做成葉片數目不同的風車,所以我找了兩位要好的同學一起研究;終於想到這種圓形的風車,我們就做了下面的實驗研究。

煙霧箱中雷射光行進的探討

我們常接觸到光,但對自然課本中所說光學的各種現象不太暸解,希望透過雷射光的特性,提供老師做教學參考,以便有助於大家學習。