百變魔球—球體變化原因的探討
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。