全國中小學科展

物理科

是誰捲起千堆雪─水旋轉的奇妙現象

泡鹽水時用括勺攪拌,停止攪拌後發現整杯「霧茫茫的鹽水由下而上漸澄清,由上方看,鹽水會分三層,最外層為一白霧狀、中間澄清,而最內層又為白色《如右圖 》 ,究竟攪拌有何魔力,使鹽水有這樣的現象呢?

無風區的奧秘

風吹過物體後,會在物體的後面形成無風的區域,本研究及透過自製的儀器測量,並描繪出在不同情況下,無風區的形狀及大小,且驗證無風區面積大小與阻力的關係。

【 滯空UFO 】― 懸浮的紙蜻蜓

在研究如何讓紙蜻蜓更慢速降落和造型關係的過程中,想到如果能讓紙蜻蜓在垂直風洞中像UFO滯空懸浮飛行一定很有趣!從原理推想如果能控制影響紙蜻蜓的各種變因,讓重力和降落時的作用力和向上的阻力相當,是不是可以飄浮在半空中了? 運用自製施放架統一施放標準,並慢速攝影紀錄。在相同面積和重量的製作下,測試20項造型變因,用所得的時間和圈數,推論阻力和旋轉作用的改變,再用Tracker軟體分析探討其速度與加速度的變化。 分析自製的垂直風洞,結合之前實驗的推論,發展出容易製作的懸浮紙蜻蜓。將相關數據帶入【阻力方程】後,推論出旋轉作用會有抵銷部分阻力的作用。這可以發展成看板或是玩具,再搭配跳躍閃爍的燈光,看上去就是十足的【滯空UFO】!

比天還要高─竹蜻蜓的研究

在上完有趣又好玩的自然實驗後,瞧見走廊圍集著同學興高彩烈的玩著買來的竹蜻蜓,看到同學的竹蜻蜓飛高飛低,此起彼落的,我也好奇的在旁觀實。放學回家後,我著手用竹子也做了個竹蜻蜓,可是怎麼也飛不上去。我心想,為什麼一個小小的竹片會飛呢?它有什麼特別的地方?我的竹蜻蜓又為什麼不會飛呢?一連串的問題引起我研究的興趣。因此,在老師指導下,協同幾位同學做了這個研究。

環形渦流

一個又一個的煙圈從老爸的口中神奇般的出現,上升一段距離後,漸漸消失。令我好不羨慕! 一個又一個的煙圈從老爸那破舊的機車排煙管中,冒出後消失。真讓人驚訝! 由於好奇心的驅使,終想一探究竟,先前在南區科展中,就以煙圈的題目榮獲佳作。在評審教授的建議及參考文獻下,於是決定將流場作改變,由原來氣體改為液體。並旦將定性的描述改由定量的探討及控制各種控制變因。

我的課本合不密

利用自製的等臂天平進行各液體表面張力的測定,再使用固定大小的紙張浸泡在以測定之液體中,用強光、陰乾、晒乾、書本吸乾…,使液體蒸發,再使用複式顯微鏡利用焦距的變化,來測定固定長度單位中紙張的形變程度大小,並且比較表面張力與紙張形變程度的相關性。

超上古兵器--投石器之研究

有一天下午,我在家裡看三國志漫畫版本,看到了魏國揮軍攻打蜀的劍閣,兩方猛力廝殺,魏軍人數是蜀的好幾倍,卻久攻不下劍閣,完全是拜那一台台的投石器所賜,投石器在最高點,隨著「殺」的ㄧ聲!發射那一顆顆的「古代原子彈」 ,那強大的威力,使敵人死的死,逃的逃。轟隆轟隆的聲音下,不知多了多少「石下冤魂」,腦袋滿天飛,血染大草原,行成了一幅人間地獄的景象,就連遠隔幾千年的我,也可以感受到那恐怖的氣氛。有一天,我們全家前往火鍋店,準備大快朵頤一番,正當吃的高興之時,我突然發現對面的網咖那「世紀帝國」的海報,當然也有本科展的主角-一台美輪美奐的投石器,正當我迷著的時候,我的手的拿起開罐器和「可口可樂」的曲線瓶,想開來節渴,但卻因注意力分散,用力過猛,頓時,一個瓶子蓋飛向我的腦袋,不偏不倚的正中目標,我反射性的的叫了一聲,但是腦海裡卻又出現了一個瘋狂的怪點子,「利用開瓶器的原理(槓桿原理),來製作投石器,並將他加以改造,找出射程最遠的投石器,來公諸於世」,回到了我那溫暖的小窩,拿起那NOKIA3310,打了幾十通電話,傳送這神聖的消息,找到了對研究投石器有興趣的好朋友,大夥兒經過一番討論之後,決定要參加這次科展,並要完成這古代的原子彈----超上古兵器-投石器!

『筷』智人口

研究、探討吸管填塞物、吸管軟硬度、吸管容積、黏土材質、黏土填塞吸管方式,以及整體排笛製作方式等各項變因,對自製吸管排笛所發出的響度以及音階的影響,嘗試尋祕以較快速、較精準的方式,製作出屬於自己的自製樂器 – 吸管排笛。

中華民國第三十三屆中小學科學展覽-物理科評語

1.參展作品所數學校包括北、中、南地區,此外,澎湖、金門也有作品入選參展,可見科展已受全國各地區重視,普及至迪島較遠地區。 2.作品題材多屬習知物理現象之探討,不乏有作者自行製作成品及設計實驗,操作熟練,顯示學習的正確研究方法,但對實驗誤差的觀念,及確立實驗數據之準確度尚需再加強,又選題尚需力求創新。 3.編寫作品說明書內容具有完整性,打字及印刷均佳,又今年參展作品之水準並不遜於去年參展作品。 4.現場作者大多表達能力良好,解說甚為清晰,但不少(國中及國小)尚須多加磨練。 5.國際科展現於在校國三至高三學生之個人作品參加選拔,目前國外參加國際科展之作品水準較高,超過我國,建議多鼓勵我國國三至高三學生參加科展,並求提升作品之水準。

逆流而上~測量物體於流體中所受阻力之創新實驗設計與簡易方法

本研究主要目的是創新設計一套既實用又簡便的實驗裝置,來測量物體在流體中運動所受的阻力大小,此裝置可自由的改變液體流速並利用聯通管原理控制水位高低,藉以使液體流速保持穩定,並由電子秤的讀數迅速得知阻力之大小。 為了瞭解本實驗裝置之精確性,本組使用鋼製球體及圓柱體分別在水及甘油中作相對運動來實際測試。實驗結果發現,在湍流的情況下,當物體為球體或圓柱體時,其所受慣性阻力大小與物體的橫截面積A及相對運動速度v的平方成正比;而在層流的情況下,其所受黏滯阻力大小與物體半徑及運動速度v成正比。結果與理論相符,意謂著本組所設計的創新實驗裝置是一個能簡易測量物體在流體中運動所受阻力大小的有效方法。