物理科

(一)研究目的：物體在與地心引力作各種相對運動時的重量改變情形。\r (二)次要目的：\r 1.學習個人電腦直接運用在科學問題上的技術。\r 2.實習我們選修課電子工所學到的電子技術。

有一天我在放學的途中撿到一顆高爾夫球，我拿在手中撫玩著，忽然間，我覺得有一個疑問，為什麼高爾夫球的表面會一個洞一個洞的呢？第二天到校後我請教老師，老師說：有洞洞的表面可能可以增加在草皮上的滾動能力，也可能可以減少它在空氣中飛行時的阻力，所以才能把高爾夫球打得很好。真的是這樣嗎？我有點懷疑。如果真是確定如此的話，那麼什麼樣的凹洞才是最理想的呢？多深？多大？多密？什麼形狀？……為解決這一連串的疑問，於是和同學們在老師的指導下一起做這項研究！

當我在書上看到「汽車在行駛時，當風速達某一限度，再增加速度反使阻力減小」時不禁覺得驚訝，因為我一直以為速率越大阻力就越大，於是我開始了以下的實驗。

去年我們以學校以報廢的投影機內組件及顯微鏡自組出顯微投影機、自設螢幕及聚光散熱箱等，今年再與電腦融入教學設備接軌，將一滴顯微電解實驗透過電子螢幕與顯微鏡結合，可進行立即操作、力及觀看、同時錄影成影片的多重功能。而且經由以下重點實驗，成功的証明了『顯為一滴液滴的電解實驗是可行的！』1 微觀一滴汽水、硫酸銅溶液因在不同載物面上的表面張力不同而比較起泡、結晶分佈的差異性均頗大。2 加適當濃度的界面活性劑可是硫酸銅的結晶分布更為展開且愈趨透明。 3 外加不同距離、不同磁極下的磁場可影響硫酸銅的結晶排列 ，且不同接觸面材質排列亦有所不同。4.可做微觀電解一滴硫酸銅溶液的實驗探討，比較出外加與電極呈不同角度的磁場、提高溫度等均可減少電解硫酸銅溶液的反應時間、加快反應速率等不同程度的影響。5.也可做微觀電解一滴碘化鉀溶液的實驗探討，從電解產生的顏色變化更可看出令人驚嘆的畫面!

目的：自行設計組裝震動台和單擺來模擬101大樓和調諧質量阻尼器的振動模式；另以空瓶裝水取代單擺，以慣性定律驗證單擺的減振效應。方法與結果：自行定義震動台振動週期(TV)、連續30週期振幅衰減係數(m)、振幅衰減60% (90%)所需時間D60 (D90)--三項合稱「振動模式參數」用來評估減振效應。平推震動台振幅1、2、3公分對TV及m不造成影響；質量效應增加則TV、D60皆增加，m值變小。擺長1.5、3、4.5、6公分單擺固定於震動台上，結果以擺長3公分之TV最長、m較大、D60最短；進一步以保特空瓶裝水取代單擺互相比較，結果TV相近、m最大、且D90較短。結論：當單擺週期與震動台週期相近時，減振效應最佳！保特空瓶裝水振動時受慣性定律影響，可輔助說明單擺的減振效應。

除了天生目不明的人之外，誰都生活在光明的世界裏，知道太陽是最大光源，但是還有許多細節，如光的速度、波動、折射、反射 …… 等問題，影響著我們的日常生活，在國小階段關於光的前進、激動、反射、折射的探討，就是要用〞模型〞把這些不易具體觀察到的現象，能在很小的空間內，利用最短的時問，把它呈現在受教者眼前，以滿足他們的好奇心與求知慾。

有一天和爸爸、媽媽一起到忠孝東路的 SOGO 買東西，經過快完工的捷運站旁看到了一些施工中的重型機械，只看到它們毫不費力的就把重物舉起或推動，我好奇的問爸爸，為什麼它們可以產生這麼大的力量呢？身旁的一位叔叔說：「因為挖土機的手臂是由油壓泵起動產生的力量，就好像我們的手臂肌肉拉緊，手臂就可以活動。」心想，為什麼油壓泵能產生這麼大的力量？此時，我想起前些日子搭乘淡水捷運，在月台上，當列車進站時，我發現背包的帶子先向後飄，當車廂迎面而過的那一瞬間，卻好像是被車體吸過去？這又是什麼力量（現象）呢？為解開這些疑問，於是我邀請平常一起玩模型祖合玩具的同學一起展開這次的探索。

我們請教老師蒐集相關文獻資料，知道棒球在空氣中運動要產生各種變化，和「白努力定理」有關。我們設計了一座球體發射器，以兵乓球來研究所要操作的變項，如：投射力量、投射角度、轉速、表面的粗糙等，對球運動產生變化的影響。結果發現，當投射力量固定，仰角為45度時，球的飛行距離可以最遠。當投球角度固定，投射力量越大，球體的飛行距離越遠。但我們發現球體受空氣阻力的影響很大，為了克服空氣阻力對球體運動的影響，我們另設計了風洞裝置進行測試，研究球體轉速、風速、與球體表面貼條對球在空氣中運動所造成球兩側壓力的變化。結果發現，當球不轉動時，風洞中風速越強，在球兩側壓力低於風洞外的壓力越明顯。當風速固定時，球的轉速越快，在球體兩側所造成的壓力差變化量越明顯，且球體轉動之切線方向與風吹方向相同之一側，其壓力較低。當風速、轉速固定時，表面的貼條越多，表面越不均勻時，在球體兩側所造成的壓力差變化量越明顯，且球體轉動之切線方向與風吹方向相同之一側，其壓力也較低。

冬至那天，我在廚房幫媽媽煮湯圓，媽媽告訴我，煮湯圓要水沸了，湯圓才能放進水裏，等到湯圓浮起來時，就熟了。當時我覺得很納悶，為什麼要水沸了才能放進去，而當湯圓浮起來時，就表示熟了呢？於是我問媽媽，媽媽說：「這是前人的經驗。」我又去問同學，同學也都都不知道，於是我和幾位同學決定追根究底，去請教老師，並在老師的指導下，做了一系列的的實驗。

本實驗為研究作用力與出口大小對煙圈行為的影響，作用力以單擺控制，出口大小則以光圈控制，並攝影煙圈的行為加以觀察。對煙圈行為的影響分為三方面探討：煙圈外型、煙圈前進速度及煙圈所能前進的最長距離。而由實驗結果得知此二者確實與煙圈行為關係密切。出口大小越大，開始產生煙圈所需的作用力越大。在一定出口大小範圍內，煙圈大小隨作用力增大而增大。在相同條件下，作用力越大，煙圈前進速度越快，前進最長距離越長；在相同條件下，出口大小越大，煙圈前進速度越慢，前進最長距離越短。