熱門關鍵字:
全國中小學科展
依全國中小學科展屆次查詢
在「牛頓打棒球」一書中提及,球的儲存環境會影響球的彈性,進而影饗球被擊出後飛行的距離,即溫度的差異會造成恢復係數的改變。故設計此實驗研究之。
我們在二年級時,學過玩磁鐵;在三年級的團體活動時間,我們選擇科學小組。有一天,老師拿來磁鐵,過了一會兒,老師好像變魔術般的變出了許多奇怪的圖形,我感到好奇,問老師是否可做更多這樣有趣又美麗的圖形;是否可以把圖形固定起來。於是老師就和我們討論並指導我們做各種實驗。
本研究在於探討不同的力作用於一點,當力成平衡狀態時,不同力的大小與力之間的角度關係,以及施力點至力平衡點的距離總和,並深入探究此一力平衡點的特殊意義與應用。將三條繩子的一端綁在一起,另一端則往平面上三角形A、B、C三個定點方向上施力,調整三股力大小以及三角形三個邊長,觀察三股力成平衡狀時,任兩力之間的角度關係,以及此力平衡點到A、B、C三頂點之距離跟這三股力大小的關係。並將研究結果加以設計成一個實用的工具-「小心定位儀」。
本實驗主要探討水滴自由落體的過程,首先我們嘗試設計不同方法測量自由落體水滴速度,並試著改進設計實驗,以達較理想結果。我們發現水滴落下加速度穩定但逐漸變小,但落下距離超過一公尺後,加速度變動大,針對此點,我們進一步研究。我們以直接照相的方式,探究水滴形變,看一看形變的過程,發現有規律性,並對距離的規律性與時間的規律性做探討;發現形變果然影響加速度。我們並翻查理論資料,嘗試解釋實驗並比對異同。我們模擬水滴振動做研究,比較結果,再嘗試在水滴中加入界面活性劑降低表面張力,研究表面張力的影響。我們考慮水滴 “形變比率” = 橢圓水滴垂直長度/水平寬度,發現以形變比分析水滴確實能發現更多水滴特性,真是一有趣的發現。最後我們提出實驗改進的方向,並對實驗過程一些疑點,嘗試研究發現。
現實生活中難免少不了摩擦力,但流體-尤其是氣體─所造成的摩擦阻力卻往往被忽略。丹麥物理學家斯托克(Stokes)推導出當「球體」在高黏滯性流體中均勻運動且滿足低雷諾耳數(Reynolds Number)的條件時小球所受的阻力為 6πrηv。我們由此實驗獲得靈感,希望找到「圓柱體」在穩定流體中所受的阻力關係式。我們以圓柱體當待測物,並假設兩種可能的變因,分別為圓柱體底面半徑和圓柱體長度。然後設計實驗將條件不同的圓柱體以棉線連接,吊在壓克力中空管中,另一端繞過阿特午機,綁上砝碼,置於有防風櫥(防止氣流干擾)的電子秤上(電子秤須先歸零),以固定的風速從壓克力管下方吹送,穩定之後,紀錄電子秤上所增加的讀數。該讀數即為該金屬圓柱所受的阻力。另外取同樣的金屬球數顆,假設兩種可能的阻力變因,改變兩球的間距以及固定間距時球的數目。然後依照上述步驟測定金屬球所受的總阻力。經多次的實驗,分析所測量的資料,我們可觀察出待測物所受的阻力與某些變因有關。
本研究探討影響冰塊中氣泡變化的因素,探究溫度、時間及水質三項因素,對冰塊顏色、氣泡大小、氣泡位置及氣泡多寡的影響,實驗結果發現:一、冰入時的水溫越高,冰塊氣泡越少。二、水的結冰時間越久,冰塊氣泡越小。三、經過急速冷凍的水,冰塊皆呈現乳白色,氣泡散布整個冰塊。四、以經過處理過的水為實驗水種,水的TDS值越高,冰塊中氣泡越多。
液體在滴定時,會產生浮於液面的液珠,液面上的液珠會出現振盪、碰撞、互溶(水平及垂直)、撕裂分解的現象,透過實驗可驗證使液珠浮於液面的力確為液體與輸液管摩擦後所產生的靜電力。各項數據顯示靜電力大小與液體流速、輸液管長度、液溫高低及輸液管粗細息息相關且靜電力的產生與大小受溫濕度影響甚鉅。此外,並非僅有水,極性溶液、非極性溶液、電解質水溶液、非電質水溶液、稀薄水溶液…等,皆能摩擦帶電,產生液珠,我們也嘗試確認液珠的電性並以不同方式影響液珠於液面的行為。為使靜電力的大小量化,我們自行發展出可求出測量靜電力及靜電量大小的方法以取代昂貴的測量儀器,更進一步將實驗結合生活,滴定各清潔劑,並以實驗數據評斷各牌清潔劑的效果。
氣泡在水中運動時其形狀會近似於一橢圓體,我們利用攝影機分別垂直於兩垂直平面做拍攝記錄,並藉由影像軟體進行分析,定出其位置,發現它上升的路徑有時會在一平面上做來回運動,而來回運動的偏移幅度與氣泡本身的大小有密切關係,因此我們試著歸納出氣泡大小對其運動路徑的影響。我們討論的氣泡大小為長軸長度介於0.42㎜與4.36㎜之間,其中氣泡長軸在2.25㎜以上時會有明顯的來回運動,在長軸為2.96㎜時第一週期振幅即到達最大值,並隨著長軸長度的增減而減少,我們也發現垂直速度的第一個高點,會隨著氣泡長軸的增加使發生時刻延後。此外,我們設計了實驗,證明氣泡在水中會沿一平面做水平來回運動,是由於氣泡形變所造成的。
雙十節晚上,淡水河畔萬頭鑽動,人人仰首望天,期待那目眩神迷的一刻。突然,清脆的爆聲一響,但見星星點點的火花,爭先恐後地四處奔竄,一剎時,黑茫茫的夜空,竟變得那般綺麗動人。觀眾看得眼花撩亂,歡聲與掌聲轟然雷動。但是,爆破時能量與動量又該如何測得呢?吾人是不是可以設計一種簡單的爆破裝置,藉實驗測得爆破時的能量與動量?
理化課談到「靜電」,我們玩了很多靜電的遊戲,我們再開創「電浮」…等等有趣的靜電實驗;也利用雷射與磁片對話的「放大」作用,測量出微弱的靜電力,並進而測量磁鐵的磁力且證明磁鐵的磁力和距離平方成反比。