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物理科

鐵達尼下沉,傑克!還會活嗎?

實驗中主要探討水面下有一圓板向下運動時,對受力球(在圓板上方)產生的速度變化的影響;以及受力球在脫離圓板的影響時,距離圓板的大小關係為何?裝置中水面下有一受力球,受力球下有一圓板。當圓板向下移動時,在圓板上方會形成低壓區。受力球下方的低壓區(因為圓板向下運動所形成)造成受力球上方的壓力大於受力球下方的壓力,使得受力球向下運動。圓板移動速度的快慢,會影響圓板上方壓力的大小。在受力球上下壓力差的不同下,向下運動的速度也不同。此外,圓板上方的壓力變化會改變對受力球的影響範圍。反觀在各組圓板在以不同速度下沉時,當受力球無持續向下加速時,受力球與圓板的距離也會不同。

奇怪!用力的大小,怎麼改變了呢?

月考後,學校在禮堂放映電影,大家都非常高興,輪到五年級進場了,我們要搬椅子去禮堂,離開教室前,老師說;「同學們要把椅子放在身子前面,椅背靠向自己,用手抱住,比較安全。」大家都照做了。可是,過了一陣子以後,我覺得手酸,就換了個姿勢,把椅背夾在腋下,只用手指扶著椅子,結果,我發現搬起來輕鬆多了!我好高興,又覺得疑惑,和幾位同學研究了一下,便去請教老師,在老師的指導下,設計了以下的實驗。

折射定律及視深觀測儀

學校教科書中對光折射現象的探討很少,實驗亦不夠詳盡,儀器也不足,很難使人對折射現象有深入的了解,特別是在「視深」問題方面,僅略為提到,而且定義又不明確,並且無法經由實驗操作測量(僅有理論圖解),令人難以建立確切的概念。基於以上種種理由,深感實驗不足,難以滿足求知慾,因此著手設計一測量折射現象的實驗:利用已知的光學原理(不含司乃耳定律),製作了一個簡易的觀測儀─一視深觀測儀。經由此儀器不僅可迅速讀出視深,並可精確驗明折射定律(Snell定律),及測定各種液體的折射率。

熱情的鐵花─輪圈花樣和散熱效果的研究

每次坐父親的車子,往窗外看去都是車子來來往往,不看廠牌都知道是什麼車子,但是我突然察覺到各種車子輪圈上的花樣變化很多,就連同廠牌的車子輪圈的花樣也不同,這個疑問我覺得很有趣,我很想了解那些花樣之間到底有什麼差別,是有功用呢?還是只為了美觀呢?於是我請教老師,共同設計了幾個實驗來驗證它。

就是這個「光」--探討影響閱讀照明的因素

本研究是從三年級下學期自然與生活科技領域中的有關「光」的單元出發,想要找出平時使用檯燈進行閱讀活動時影響照明的因素。我們發現不同色光的燈源其自開啟光源到維持穩定的照度所需時間不同,且光源高度越高,配光均勻度越大,但桌面上各點的照度卻越低。另外,我們也發現紙張材質、書架角度及閱讀角度的高低亦會影響閱讀時反射光線的多寡。後來,我們透過各種嘗試,利用木條、塑膠水管、鐵絲、太陽能板等材料,組合成一組能更準確測量出反射光線多寡的可調整高度的太陽能測光板。我們利用一整年的假日、週三下午等時間完成有關「閱讀照明」的研究,發現原來「光」是這麼的奧妙、有趣,我們付出再多的辛苦也值得。

看!「水」上的「漂」亮舞者

本研究是從五年級下學期自然與生活科技領域中的有關「力」的單元出發,想要找出能成功在短距離的水槽中打出水漂的各種因素,並探究水漂能在水面彈跳的原因。我們發現發射高度越接近水面,發射角度和水面保持平行、力道越大,再加上讓水漂擲出射能產生旋轉,就能成功的在水槽中發射出多漂數的機率越大,最佳紀錄是在165公分長的水槽中打出18個漂數喔!我們還透過透明水槽的設計探究水漂在水面下的活動樣貌,發現成功的水漂和不成功的水漂在水面下的樣子不同呢!最後我們更透過石灰粉槽探究水漂的入射角度及射出角度的關係。 我們利用一整年的假日、週三下午等時間完成有關「水漂」的研究,發現原來物理中的世界是這麼的奧妙、有趣,我們付出再多的辛苦也值得。

閃光攝影簡諧運動求證儀

在物理課中,我們學習到簡諧運動是一種變加速運動,而變加速度運動甚難求出其任意位置之物理量。因此,老師提到「取一週期振幅與簡諧運動相同之參考圓之投影即代表此簡諧運動」。對此我們除了從課本理論中吸取觀念外,並希望得一實驗之驗證,以達科學求真求實的精神。於是我們設計下面的儀器和實驗。

燈的效率

在能源缺乏的今日,電力公司加強宣導說"節約用電,請用日光燈"。但日光燈和電燈泡的效率差別究竟如何呢?在高中物理課本中,我們赫然發現了一句話"100 瓦特的燈泡,在可見光範圍內發射之功率為其總功率的l % "原來電燈泡發光的效率竟是這麼小,換句話說輸入 100焦耳之電能,只有 1 焦耳用來發出可見光,其他的都浪費了,而這引發了我們探討"燈的效率”問題。

風馳電赴-突發奇想(風力發電機研究)

很多廠房和家庭的屋頂上都裝設有自然力抽風機的設備,在本實驗中,利用這樣的設備以固定的磁鐵強度找出最佳線圈數,並藉由磁鐵同異極的排列方式,來達到最佳能源效率;並嘗試利用集風的效果,希望獲得更大風速,讓風力發電機產生更大效益。

摩擦與運動的研究

物埋弟二冊第六章裏,有關摩擦力的討論,僅針對靜摩擦方面,我們希望對「摩擦和運動體間的關係」做進一步的瞭解,及同狀況下,靜摩擦與動摩擦的比較,囚此請教老師共同研究製作簡便儀器來探討下列問題:(一)運動中的物體和接觸面間的摩擦係數如何求得?(二)物體運動的快慢不同,是否受有不同的摩擦阻力?(三)路上常見各式各樣大小型車的輪子半徑人小是否會有不同的滾動摩擦係數?(四)接觸面種類一定時,不論下壓重量多大,靜摩擦係數,仍不受接觸面積大小的影響嗎?