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物理科

以物理觀點探討中風

腦中風是人類最大死因之ㄧ,它來時突然,去時無?。今雖醫學發達,科學昌明,但每當提及此病時,仍令人談虎色變,不寒而慄!它的病因是高血壓,而高血壓是血液中之膽固醇沉澱於血管,使血管狹窄引起的。一九八五年諾貝爾醫學獎是由研究膽固醇新陳代謝及膽固醇相關疾病上有重大發現的美國學者──布朗及高德期兩位博士共同獲得。以資料獲知;人體細胞表層有感受體;它對吸收血液中,低濃度蛋白質的含膽固醇分子能發揮影響力,攝取過多的動物性脂肪是造成動脈硬化的主要原因,但人體內各種細胞皆可製出膽固醇,連不吃含膽固醇的素食人,其本身也能產生相當量的膽固醇。所以血管硬化、高血壓、中風的未知原因很多。因此,我們以物理的觀點探討中風的部分原因。

電場下的極限運動-水滴帶電量之探討

我們嘗試製作穩定電場,以電源供應器對靜電棒供電,並連接靜電環、鐵球來產生穩定電場,以此裝置觀察水滴在電場下的裂解與運動軌跡;實驗結果顯示:一、經過靜電環的裂解水滴,其帶電量與質量之比值與水滴半徑-2次方成正相關。二、靜電鐵球周圍的裂解水滴,帶電量與表面積成正比,表面電荷密度應為定值。三、液滴的表面張力會影響液滴體積大小,但不影響其表面電荷密度。四、體積愈小的水滴,受靜電力的影響會比重力更明顯。

油與水的競賽─ 液體在不同熱源的溫度變化情形的研究

自然界中熱量傳遞的方式有傳導、對流、輻射三種。對液體而言,對流效應的影響比其他兩種方式更大。我們從探討五年級下學期自然課中的意外發現,進行一連串的實驗,發現液體的黏滯性對於對流效應的影響,因而影響液體加熱時溫度上升速度;同時也發現在降溫實驗時,影響更大。此外,我們也針對水、沙拉油和甘油的黏滯性進行實驗。最後我們建議同學進行「水與油的受熱」實驗時,可改用黏滯性較小的潤滑油等,以降低黏滯性的影響。

量化大自然--以碎形維度觀點分析培地茅根系成長與抓地力之研究

本研究的目的是探討以碎形維度來分析培地茅根系在不同時期與環境因素生長的差異。分別討論不同的培養基底、不同光照、溫度、生長時間之影響。再由碎形維度預測其抓地力之適配性。實驗結果發現:一、土耕及培養液中的培地茅根系之碎形維度與時間成正向關係,時間越長,其碎形維度值越大。二、生長於土及培養液中的培地茅,其根系之碎形維度值會高於沙耕,但是由照片上可看出培地茅根系在土及沙耕中生長的較長較大,故推論其是適合土、沙耕之植物。三、影響抓地力的因素包含根的深度及其分佈廣度(碎形維度),所以我們希望能透過實驗及數學工具,將兩者影響抓地力的重要因素加以結合,發展出可預測植物抓地力的方程式。

坑腔有利-翟山坑道音場探討

本研究主要探討翟山坑道本身音場狀態,希望透過殘響分析找出翟山坑道作為音樂演奏會表演場地的條件優勢。透過比較坑道內不同位置、響度、頻率所測得的殘響數值後發現,不同樂器在不同坑道位置,會有不同的殘響表現。並且坑道內部結構為不規則形,不同位置具有不同的音場條件,越靠近內部位置,殘響數值越長。不同響度,在不同的位置殘響數值也不同。就頻率而言,外部位置,低頻的殘響數值較長;內部位置,則是高頻的殘響數值較長。整體而言,翟山坑道的音場效果,並不如預期中好,但就其天然條件(空間大、水道)而言,確實比一般坑道具有更佳的音場效果,再加上所擁有的戰地歷史脈絡,更增加其作為地區音樂表演場所的價值。

「流」得住嗎?-利用二次式係數探討流體阻力

利用Data Studio 軟體紀錄物體在水中運動的速度、加速度,以驗證用二次式C0 + C1 v + C2 v2 來模擬水作用力的可行性。

對旋渦流線、速度、壓力之研究

自然界充滿著許多美妙現象,大部分都有漂亮的幾何圖形。在重力場中,物體劃過巧妙的拋物線:行星軌道的圓錐曲線...等。這其中有數學,更有迷人的物理性質,於是我們就進行了實驗與研究。

吸不吸 有關係

記得在四年級下學期的自然課堂上,郭老師在「水的毛細現象」的單元中,教我們做了毛細現象的實驗:先用兩片載玻片夾住蓋玻片,再用橡皮筋綁好,然後插入紅墨水中。我們觀察發現:水會逐漸上升,到一定的高度才停下來;而且夾的蓋玻片越多,水上升的高度越低。這個實驗引發了我們高度的興趣及好奇:如果用各種紙類來做毛細現象,水會沿著紙一直往上爬嗎?還是會像玻璃的毛細現象一樣,停留在一定的高度呢?於是大夥兒決定開始動手作實驗。

感應電動勢

記得國中理化與高一基礎理化在做此實驗時,僅以手來控制其磁鐵插入的速度,現今設計電風扇捲軸的轉速大小來當作控制的速度,並進一步探討線圈匝數,線圈截面半徑的大小及線圈材料對其感應電流與感應電動勢的影響。

流體中聲速的測定

我們知道,有許多方法,可用來測量空氣中的聲速,如在高中課程中,利用共鳴空氣柱便是一例。但我們仍想:是否還有其他方法,能更準確的測出不同氣體中的聲速,並能進一步測出液體中的聲速,於是我們展開了下列的實驗。