物理科

科技可經世濟國其重要性已不可待言，因此政府至望從 事科學教育工作者能做好科教工作。本校物理科教師成 認使命重大，因此致力於科教紮根工作，目前在升學主 義扔未消除之下，本校教師之積極配合方怯是鼓勵學生 在配合現有教材上，例如目前實驗課程鼓勵學生如何加 以用別的方法去做實驗，如何改進、改良。在改進改良 過程中，可觸發學生理論與實驗配合，或產生更創新方 法。所以本校物理教帥現帶頒學生致力於實驗教利之改 良，已獲得多次成功，更得上級重視，尤以去年推出的 水波槽光干涉之改良得全國高中教師組第一名，給我們 更大鼓勵。此次兩套向心力改良實驗是一連串改良中之 一，其中一套已在本校列為正式實驗教材。擬將大量推 廣，現連同最近才改良的一套，一併展示。

夜晚的公路上，汽車在路燈下行駛，我們常可見到輪胎的輪輻呈現多樣的變形影像，令人印象深刻。我們花了數年的時間，從大量觀察旋轉葉片著手，找到一個有趣而可靠的規律，然後成功地建立一個基於視覺暫留與總亮度比例調色的模型，再以這個模型去模擬計算各種不同的輪輻在各種旋轉頻率下可能出現的定格影像，終於得到一個完整地，適用各種不同輪輻的公式。藉由這個公式我們可以就任何輻條數，甚至輻條(黑)與輻條之間的間隔(白)不等弧長的輪輻作預測，預測它在任何轉速下可能被看到的已經遠不像靜止輪輻的多樣定格影像。也許日後在特定頻率的光源配合下，這些輪輻影像可以成為偵測的影像來使用，我們只要見到何種預知的影像，便馬上可以知道它的轉速。

本實驗主要在探討與研究，花瓣染色程度與不同花材、染料，不同染料溫度，浸泡時間長短，吸收速度快慢，染料酸鹼值，各式染色方法，染出來的成果有何異同，及對人類日常生活中的影響，如果研究成功將可對相關產業的業者有很大的幫助，更可以讓消費者買到許多奇花異卉將使我們的生活多采多姿。

高中課本中關於駐波所教授的只限於繩波，而且只談兩種情況：兩端皆為固定端 頻率f=nv/2L 時會形成駐波；一端為固定端、一端為自由端時 頻率f=(2n-1)v/4L 時會形成駐波。但我們實際做實驗的結果，無論是直線駐波或是平面駐波，給予一強迫振動，則不管其頻率為何，均可找到節點或節線。另外在課本上亦提到同一介質各點張力相同，傳波速度亦相同，但我們在實驗室發現，弦線可滿足上列描述，但金屬板則否。當外加振源的頻率越大，板的波速亦越大，板的表面張力亦越大。

根據虎克定律，在彈性限度內，彈簧伸長量與其受力成正比，但彈簧並非完全理想，而受力超過彈限度，則彈簧會有無法恢復的永久形變產生，於是引起了我們的興趣。如果情況是兩物碰撞，其結果又將如何呢？於是便想設計一實驗來採討其奧秘。

這個研究從五上自然與生活科技領域中「力與運動」的單元出發，探究最佳翻滾紙彈簧的條件，及影響翻滾的因素。 『DIY』的樂趣，是我們研究這次主題“翻滾吧！『毛毛蟲』”的動力。使用容易取得的紙張，居然能做出有趣的玩具，實在簡單又有意思！首先我們從製作可翻滾的紙彈簧中發現：紙彈簧的內/外直徑大小、圈數和黏接方式都是製作紙彈簧的要件，其次我們也了解到重力、摩擦力、力矩，是紙彈簧翻滾的原因。透過實驗發現：紙張種類、紙張厚度與重量、砂紙粗細、斜面材質、斜面角度、翻滾的位置、不同造型都會影響紙彈簧翻滾的情形，利用前面的實驗結果，可以輕鬆製作出最會翻滾的「紙彈簧」。

在去年九月二十八日教師節的那一天，爸媽帶我到國際學舍參觀冰雕展，對一個生長在亞熱帶的我來說，這真是神奇的經驗，那些作品雕工的精細，晶塋剔透，真可說是鬼斧神工，與電視上所看大陸冰雕和日本北海道的雪祭來比較，雖然是小巫見大巫，但也令我們全家非常感動。我最感興趣的是上列二處冰材因地處北方，緯度高達五六十以上，取材容易，但在我們這裡幾噸的冰材以冷凍機製造要花費多少電？多少時間呀！有沒有比較省時、省力的製冰方怯呢？用那些材料可以使冰雕作品保持更久？這些問題在上學後和其他幾位同學談起，他們也覺得很有趣，引起我們的好奇，於是請教了陳老師，在陳老師的指導下，我們做了一系列的實驗。

電磁船是一種性能優異的未來船艦。在各個先進國家陸續展開電磁船研究的同時，我們也嘗試利用自己動手做的實驗模型、裝置來進行電磁船動力性能的探究、分析。實驗發現：電極材質的種類會造成電磁船推進力和電極損耗的差異。各種實驗材質中以鋁‐銅電極的推進力最為理想；石墨‐銅電極在損耗方面最具優勢。實驗變因中，電流、電極表面積、磁鐵數量都和推進力呈正相關；電極間距、電極寬∕長比值和電磁推進力則呈負相關。其他的環境變因如海水鹽度、溫度以及船本身的推進角度對於電磁船的動力性能也都有一定程度的影響。

日常生活中常利用繩子來綑綁一些物件，也透過繩結來交織出安全防護網，這些繩子的廣泛應用可能都和繩子造成的摩擦力息息相關，而繩子摩擦力的產生是透過纏繞的模式，這和一般認知的摩擦力原理可能有所差異。本研究透過繩子與圓柱系統的纏繞，探討影響繩子摩擦力的因素，並發現纏繞圓柱的力道、纏繞圓柱的圈數多寡、及繩子的種類性質都對繩子產生的摩擦力大小有重要性地影響。

我們是一群鄉下的小孩子，從小就有愛好自然及運動的天性。有一天看到老師雙手扯動著一個輪子把玩著，感到很驚訝與好奇，一問之下才知那是我國古老童玩“扯鈴”。經老師的指導與介紹，我們開始學習，沒幾天扯鈴果然得心應手嗡嗡作響，好不迷人，就這樣我們愛上了它，而揮別了電動玩具，時日一久，我們學會了很多動作，同時發現優美的動作需有快速的運鈴才能完成。因此，我們在老師的指導下嘗試各種探討實驗。終於我們技術突飛猛進，首次參加比賽即獲得七十六年全國中正杯團體冠軍，為了使民俗體育更蓬勃發展。我們願把我們的研究探討提出供有興趣者參考。