物理科

鋼珠在旋輪線軌道上純滾動時，有等時性，其簡諧運動的週期和振幅無關。用電腦繪圖，畫出旋輪線，再用電腦割字，在壓克力上割出旋輪線，組合成旋輪線軌道。 1. 測量鋼珠在旋輪線軌道上作簡諧運動的週期，證明鋼珠純滾動時，週期和振幅無關。 2. 鋼珠由軌道不同高度(h)釋放，測量運動至底端的時間(t)，質心速度(v)，作 t ? h圖，以及v ? √h 圖，可找到鋼珠發生滑動兼滾動的臨界高度，求得靜摩擦係數。 3. 兩相同的鋼珠，一靜置於完整旋輪線軌道的底部，另一個由高度h1處釋放，被撞鋼珠滾動上升到最大高度h2'，由h2'和h1的關係式可求得恢復係數。再將一鋼珠靜置於半旋輪線軌道的底部， 另一個由高度h1處釋放，原靜止鋼珠被撞後作水平拋體運動， 可量出 v2'，作v2' ? v1 圖亦可求出恢復係數。

將一紙杯底部穿一小孔，裝了鹽水，置於一預裝清水之透明杯中，如圖一所示當然最後這兩種液體將混合在一起，但如果你將其中之一染色，在它們混合前你會看到一奇怪的現象。就是鹽水下去一股後卻停了下來。接著清水亦冒上來一股，如此下去形成振盪現象，且這種現象可以持續幾小時，為什麼會如此？這振動週期又與何因素有關。這都是我們要研究的。

我們要用密集板、齒輪、馬達等原始材料，製作一部四輪車。並且研究如何讓四輪車走得直，且能爬到最高斜度。經由做中學，實際參觀訪問，及科學的研究歷程，我們得到下列主要結論：車輛要製作準確，車輪要磨圓，四輪位置要定得很正，馬達要對準，才能製作一部精緻、走得直的車。若要爬坡能力好，車輪要小且寬，輪胎要貼上摩擦力強的胎皮，車身要長，車頭要重於車尾，齒輪要裝上惰輪，馬達要四輪傳動，路面最好不要濕滑。再加上環保素材的美化，就能製作一部登峰造極，超炫的車。

在做聯考題時發現有火車的啟動需要靠摩擦力的試題，在一般人的直覺中，摩擦力總會影響物體前進的速度，使其減慢，怎卻反而幫助火車前進呢？這便激起我們研究的動機。

打開水龍頭，水唏哩嘩啦地一瀉而下垂直沖撞槽底，當水流經一段距段距段人驚訝地圖然升起，形成一到水環，這道水環似乎不像是水波，我們姑且稱他為“水牆”，今若加大流量則見水牆向外移，而用砂紙舖在槽底水牆半徑則變小，除了這些還有什麼變因影響水牆呢！產生水牆的原因及其遵循的法則又是什麼呢？

流量Q 的液柱由高度H 處流下，撞到水平板時，輻射狀的向外散開，在半徑R 處突然跳躍成一水牆，稱為圓形水躍。 我們假設影響圓形水躍的變因有（1）流量（2）高度（3）重力加速度g（4）黏滯係數ν， R= kQαHβgγνδ，先用因次分析法找出α, β, γ, 和δ的關係，再用控制變因法實驗，由logR 對logQ 圖， logR 對 logH 圖，及 logR 對logν圖得到α, β, 和δ。實驗的結果和近年來期刊上所發表用繁雜數學得到的公式甚為接近。 水和酒精的溫度改變時黏滯係數變化很大，甘油水溶液的濃度變化使黏滯係數的變化更大，用以探討黏滯係數對圓形水躍半徑的影響，效果很好。

去年我們自製一個風洞裝置，希望能以實驗來觀測各種圓柱體造成飄浮\r 現象的情況，但是因為某些技術層次的無法突破，效果不盡理想。今年，我\r 們解決技術上的障礙，並改良風洞箱及測量方式，希望能一圓去年的夢想。

一般球體若以不旋轉的狀態在一均勻重力場下做水平拋射僅會有因重力所造成的鉛直方向位移，但若一開始便施與球體一相當的轉數，造成球體兩側因白努力效應所造成的壓力差，便可使球在離開投手丘到本壘板的十八公尺移動軌跡內有顯著的改變。甚至可以藉由改變出手的角度及握法給予球縱向的位移。實驗中我們製作簡易的高速風動系統和整流裝置模擬出可讓球進行相對運動的風動力，再配合上所設計的低摩擦力介面即可將這些球體的變化軌跡數據化。

如果說和電腦溝通的方法中，最常用，同時也是最普遍的，就是鍵盤 Keyboard 輸入，我想該不會有人反對吧！但除非是學過打字的人，不然必定會認為這是一種又耗時，又耗力之作法，因此我們便突發奇想：如果我們能用聲音和電腦溝通的話，豈不是比鍵盤輸入更快，更方便嗎？若要如此，首先就必須對聲音有更深一層的暸解、分析。我們人是如何地去分辨對方所講的每一個字呢？是靠聲音的變化？或頻率？還是響度？抑是音色？再不然就是這些因素以外之變因呢？又想到喇叭、鋼琴、古箏、吉他如果同樣奏出 Do 。但每種樂器各有各的特色及音質，這是為什麼呢？由以上的許多疑點，而引起了我們研究的興趣！

有時候，我家的牆壁和地板上會濕濕的，真奇怪，以前我都不會注意它，可是今天，怎麼濕的這麼厲害呢？牆上的水珠，就像冒汗似的，一行一行的流下來，石地板上，濕漉漉的，走起路來可要小心，否則就會滑倒，問爺爺看？「喔!天快下雨了!」爺爺為什麼？爺爺說：「吹南風就會啦!」；到樓上去看看，還好，樓上水分較首，可是仍然濕濕的，接著同學家看看，情形一樣，大家都感到好奇，記下來請問自然老師。