物理科

根據台北市體育學院運動器材科技研究所劉強教授指出甜蜜點(範圍)包含三個定義的區域：(圖A 改繪自聯合報)【1】一、碰撞中心：擊球時握把無撞擊感的位置。(物理學理上甜蜜點的定義點又稱『振盪中心』【2】(the center of oscillation)) 二、強力中心：擊球後產生最高速球的位置。(恢復係數最大) 三、節點：擊球後握把無振動感的位置。我們利用PASCO音頻接收器，測量到標準的比賽用球棒，受撞擊時會產生三個較明顯的振盪頻率(如圖A-右)。好的手工球棒會將這三個震波頻率的節點，安排在甜蜜區附近，使打擊者敲中該處時，球棒振動最小，握棒處受力最小，球與棒間的恢復係數最大，擊出的棒球可以飛得最遠。這個點(區域)就稱之為甜蜜點(The sweet spot)。

“質量”屬於物理學之基本量，一般觀念認為測量質量之儀器就是等臂天平三樑天平，然而這類天平必須要在重力場中，才可比較待測物和標準質量關係，此種方法測出質量稱“重力質景”若是在重力場是 O或失重之處就必須藉用其他觀念測量質量。在高中物理提到"慣性質量"及利用S.HM.週期T=2 m/K測物體質最就是其中一種方法。 ※ ※ 實驗課本中討論到慣性天平水平放置和鉛直放置時如圖(一)圖(二)所示，其週期不相同，於是想到二點： ( l )角度0 與週期 T 的關係如何的改變。 (2) 不同方向大小的外力是否對慣性天平鋼片彈力常數有影響。這兩點乃是本實驗之目的。

斑馬的黑白條紋被認為可能會降低溫度，由實驗發現，黑白條紋組的上升速度較黑組與白組慢，白組又比黑組慢，接著測量表面溫度，黑白條紋組外部的白條上升速度比黑條快，內部黑條比白條上升速度快。溫度上升時，大瓶升溫的速度較小瓶快；下降時，大瓶與小瓶的降溫速度無顯著差異。改變黑白條紋的方向、粗細，不會影響上升與下降的溫度變化。另外將白條紋換成銀色，升溫時，銀組速度最慢，銀黑組次之，黑白組最快，降溫時亦相同。最後，觀察煙的對流實驗發現黑白條紋組表面空氣具有對流的存在，並推測造成黑白條紋組升溫較緩慢有四種對流可能性。

在練習作電腦動畫的過程中，做出以電腦模擬自由落體及雙星運動，但以上都屬可簡單分析出結果的運動，因此想到以電腦模型預知無法簡單分析的問題。在牛頓雜誌第 1 69 期，有一篇文章曾提到拉格朗日點：假設宇宙中有三個星體，星體 A （太陽）質量甚大於星體 B （本星），而 B 質量遠大於星體 C 。當 C 位於五個稱為拉格朗日點的位置上時（如圖），會與 B 的角速度一致，環繞 A 公轉。圖中L1L2L3三點處於極不安定的平衡位置，而位在L4L5的小行星群即使因撞擊而略為離開拉格朗日點，由於 A ， B 引力的微妙作用，仍會回到穩定的點上。我們就是對這情形感到興趣。 \r

一天爸爸帶我們一家人到陽明山去玩，還照了許多相，又用三腳架為全家人照相。我忽然想到三腳架為什麼不像椅子一樣用四支腳呢？回學校後就將這個疑問，請教老師。

本研究成功解析以綠光雷射經過單狹縫產生的繞射光強度分布，有別於一般高中使用之單狹縫繞射實驗教具組，僅能測出光屏上亮暗紋的間距，且可分析之明暗帶數目甚少，進一步思考，這些量測結果皆不為球面波光分佈情形，所以勢必產生誤差。本自製機構加入巧思，建立旋轉平面分析繞射光強度，得到球面波的解，並透過對數放大器電路進行數據處理，可提升觀察解析度至第40亮帶。同時使用的材料皆成本低廉。應用上，可量測未知狹縫之寬度。另有鑑於市售之儀器價格昂貴，若此機構可以透過推廣量產，將提升高中課程對於單狹縫繞射進階的認識。

針對乒乓球凹陷後，放入熱水中可以恢復圓球面的現象，不論是課堂、書本，或是網路上的資料，都將原因歸咎於氣體的熱脹冷縮效應，似乎都忽略了乒乓球殼本身的受熱效應。我們因此設計了四個實驗，希望透過實驗結果的分析能夠確實了解乒乓球凹陷後能夠復原的原因。我們測量了（一）乒乓球在不同水溫下，可復原的最大凹陷深度與水溫的關係，（二）水溫與乒乓球內氣體壓力的關係，（三）純粹氣體壓力作用下，凹陷乒乓球的復原結果，（四）無氣體壓力作用時，純粹乒乓球殼受熱的效果。實驗結果說明，乒乓球受熱增加的氣體壓力遠低於足夠使凹陷球殼復原的壓力，因此簡單以氣體熱脹冷縮效應解釋凹陷乒乓球殼復原的說法並沒有完整呈現背後的物理原因。

由觀察“垂涎欲滴”的日常現象，探討垂涎液柱長和溫度、濃度、放流管長的關係。利用簡易點滴瓶及點滴軟管的巧妙組合，進行小流量及小管流的各項實驗檢測。探討液柱長度隨溶液種類、溶液溫度、放流管長、流量等變因具規律變化。從流量與液柱長之規律變化出發，進而探討液體黏滯性與表面張力的關係。視管內水流及管外流為穩定流體，以連續方程式及白努力定律計算黏滯性與表面張力。

為找出如何讓紙飛機飛得又高又遠的秘密，我們從改良發射器開始，並以三種不同型式的紙飛機，研究「發射方式」、「機翼夾角角度」、「機翼尾端、兩側摺起」、「重心」等因素對飛行的影響。我們發現：想要紙飛機飛的遠，除了以45度角發射紙飛機外，紙飛機的機翼要略略上揚，讓機翼夾角從尾端看起來呈「Y」字形或是「微笑」型態，同時調整紙飛機機翼尾端及兩側上摺的寬度及角度，並注意紙飛機重心落在大約在「自機首算起機身全長的1/3到1/2之間」位置，經過調整後即使是最基本摺法的紙飛機飛行距離也會大大加長。

國小小朋友大多數喜歡棒球運動，且常問：全壘打是否真的可遇不可求？棒球專家也強調，唯有不斷的練習才可提高命中率。練習的內容如：在18.44m捕、投手之間以0.4~0.5 秒不同球路的球速做眼明手快的反應；以強勁的力最和棒的擺動中心去擊打球面中心，使球成 45o角飛出。以上若由教練來現身說法、表演，也不一定能隨心所欲的正確揮棒，擊出理想的球。再者，隨科技的進步，人類的體能可藉機械、器材、藥物或模擬情境來突破生理極限。囚此本研究先探討投球與擊球的理論，並提出六項假設；再根據理論設計製做「棒球擊球實驗器」，從事五種實驗，讓小朋友明瞭：「怎樣打，棒球才會飛得遠？」