全國中小學科展

物理科

鉛筆的心事

我們上自然自然科學「岩石和礦物」這個單元時,老師問小朋友:「鉛筆的筆心是用什麼做成的呢?」全班不約而同的說:「鉛!」老師搖搖頭說:「不對,那是以前,所以才叫鉛筆,現在的鉛筆是用石墨和黏土做成的。」有一天老師發現耀文的作業寫得很整齊,但看起來髒髒的,老師告訴耀文換不同筆心的鉛筆,就能寫成好看又乾淨的字了,大家心中有個疑問:「筆心和字的乾淨、骯髒有關係嗎?」老師說:「筆心的主要成份“石墨”與我們寫的字有很大的關聯呢!我們對鉛筆的 “心事 ”感到十分好奇,於是在老師的協助下,我們幾位同學對“筆心”展開一連串探討實驗活動。

聲電機

這次研究,利用尚未普及的聲能,關鍵是將聲波[廣義化],並不限人耳能接受之聲波,再嘗試讓[聲電機]共振,共振產生力量之大(如美國華盛頓州TACOMA大橋受風吹而斷;又如法國昂熱市一座橋上有士兵走過,因士兵走的頻率與橋的頻率一致,使橋共振,振幅超過橋樑的極限)。本實驗中,無法得知確切輸入能,因輸入能須由共振能加發動音源的力學能,只能得知力學能(因空氣阻力仍無法精確),無法得知共振能大小,所以盡量提高輸入能大小,根據質能守衡,得知能量不能變大(因質量未變),再根據熱學第二定律,不能從單一能源(聲電機)吸取能量,使完全變為有用功而不逸散,將[聲電機]能量提高後可輔助其他能源,減緩耗損,而完成本實驗宗旨:應用。

水的呼吸─水中溶氧量的研究

家裡魚缸理所養的魚是很活耀的台灣溪魚,每當發生停電時,幫浦停止打氣,溪魚就會集體浮到水面,而旦動作變得遲緩,張嘴咬水,好像很痛苦的樣子,苔是趕怏用電池式幫浦打氣,幾分鐘後,所有的魚兒又活潑的急速游動,像是吃了菠菜一樣,我對這種現象很好奇,於是去請教老師,得知是水中溶氧量不同的綠故, 但是我更想知道魚兒要多少氧氣量才夠呢?而旦哪些因素影響含氧量的變化呢?含氧量能增高、降低到多少呢?我找了要好的同學,在老師的指導下一起研究。

水流自然「亮」-探討LED燈散熱情形對照度的影響

近年來因為地球暖化的問題,許多人都費盡心思替地球降溫,「節能減碳」更是成為大家共同的生活習慣,所以散熱、降溫很重要,不只對地球而言,對所有存在於地球上的生物及物品都同等重要。因此,我們利用一些容易取得的材料,設計出不同的散熱裝置,探討散熱對LED燈照度的影響,並比較不同散熱裝置的降溫效果,讓LED燈能「物盡其用」,發揮最佳功效,間接響應「節能減碳」解救發燒地球的行動。

狗尾草的靈動~「震」的很有趣

本實驗由龍爪草在橡皮筋上的運動,推論它朝特定方向移動的原因。進而發現有倒刺結構的狗尾草也可以經由震動而向前運動。研究影響狗尾草移動快慢的因素,發現喇叭響度愈大,吸管震幅愈大,狗尾草移動愈快;頻率對移動速率有些許影響,當某些頻率使吸管形成駐波時,速率變化明顯。為研究倒刺角度是否影響速率,我們製作倒刺模型來探討,結果發現在角度70°時有最大移動速率。實驗因發現駐波而利用產生的駐波測量吸管的波速,測得的波速隨頻率增加而變快。我們還發現倒刺密度和倒剌長度對移動速率影響不大,但此結果對做成機器蛇在地面移動的性能和穩定性有相當的幫助。而最終我們製作倒刺機器蛇模型與倒刺潛水艇,希望將來能有更大的實用性。

揭開魔瓶之謎

去年學校舉行校外教學和小朋友到新竹青草湖十,有許多小販在賣"魔瓶"只要用手輕輕一握,瓶忠液體就千變萬化,好玩極了,玩呀!玩呀!問題就來了,「老師,這"紅水"為什麼會上升?」老師,這"綠水"是什麼?」我玩了玩,想了又想,一時也說不出個道理來,只好無奈地說:「小朋友,等老師回去研究看看,是不是能找出答案。」

浮標靈敏度的測定

浮標局部的物理特質為變因,逐步掌握靈敏度與變因間的關係以對照釣場的口傳經驗。

氣體模型製作與探討

目前對於氣體分子之處理,因其數量龐大,行為繁雜,效應無法精確估計,故往往以臆測性的統計方法處理之。為了解決此困難,吾等乃構思利用電算機之模擬,製作出高效率模型,徹底解決氣體分子處理之困難,並廣泛地供需求者使用或研究。

怎樣做的飛機可以飛的更好?

有一次學校舉辦“航空模型飛行檢定活動”當時全校同學可以說人手一架,甚至有的人兩架,三架,做得不亦樂乎。一下課飛機滿天飛,好熱鬧喔!但都是買來的,是學校合作社賣的現成材料,拼拼貼貼而已,於是我們就想,難道是現成的這種形狀的飛機,飛得最好嗎?因此我們設計了一連串有趣的實驗。

小心!別讓油沫濺出來

記得有一次,我和妹妹想幫媽媽把鍋裡煎好的魚盛進盤子裡,結果一不小心,湯匙上的一滴水落進鍋裡,「ㄅㄧㄅㄛ」一聲,妹妹的手被濺出的油沫灼傷了,痛得不得了!我覺得很奇怪,為什麼水落進油鍋裡,油沫會濺出來呢?而且還夾有「ㄅㄧㄅㄛ」的聲音。共他的液體滴進油鍋裡,也會有相同的情形嗎?而將油滴進滾熱的水裡,水是不是也會濺出來呢?我和幾位同學一同去請教老師,老師告訴我們可能和液體的沸點有關,那什慶又叫做沸點呢?為了解答我們的疑惑,老師特別帶著我們做了一些有趣的實驗。