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115/07/06【有趣的物理現象實作Day1】【課程活動成果紀錄】

115年7月6日在苗栗縣頭份市頭份國民小學致善樓2樓教師研習中心辦理《有趣的物理現象實作》課程,由本校物理系洪在明教授主講。
早上的課程首先由老師在課程開始先介紹一些有趣的物理現象來當作暖身活動,像是力矩平衡、共振現象等,也拿捲起來的海報來請小朋友做示範力矩平衡。接著由助教來帶領活動,利用吸管、竹籤、方形飲料盒、紙板及氣球來製作「氣動車」。氣動車是利用作用力、反作用力和氣壓的原理來前進。先把氣球充滿空氣,當放開氣球時,裡面的空氣會快速向後噴出,產生向前的推力,讓車子往前跑。製作過程中,還需要注意車身是否平衡、輪子是否能順利轉動,才能讓氣動車跑得更遠、更穩定。完成後,也安排了小組賽和個人賽,讓學員們一起測試自己製作的氣動車,誰的車能開得比較遠。每台車子的速度和移動距離都不一樣,微小的設計差異也會影響結果。
下午課程由另一組助教來帶領,先進行空氣炮的活動,活動中,學員利用寶特瓶和氣球製作簡易空氣炮,透過拉伸氣球儲存彈性位能,放開後氣球迅速回彈,將寶特瓶內的空氣快速推出,形成推力,把瓶口前的輕物體射出。在這個過程中,氣球的彈性位能會轉換成空氣與發射物的動能,讓學員實際體驗能量轉換的科學原理,並了解推力如何影響物體的運動。完成後,也舉辦了有趣的小比賽,讓學員使用空氣炮挑戰擊倒前方堆疊的紙杯。大家一邊調整發射角度和拉伸氣球的力道,一邊觀察不同操作方式對射程與準確度的影響。
下午第二部分的課程是進行「虹吸原理--水往高處流」的實驗,準備一個裝滿水的寶特瓶,並在瓶蓋上戳兩個小洞,分別插入兩根吸管,其中一根吸管伸到瓶底,另一根只伸入瓶口附近,並將接頭密封避免漏氣。接著將長吸管的另一端放入較高位置的空杯中,再從短吸管吸出空氣或先將長吸管注滿水,使吸管內形成連續水柱。當開始流動後,即使停止吸氣,水仍會持續流動,看起來就像從較低的瓶子流向較高的位置。此實驗利用的是虹吸原理。雖然水看似先往高處流,但真正驅動水流的是重力造成的壓力差。水只需先越過吸管的最高點,之後因出口端的位置低於瓶內水面,重力會持續拉動下降端的水柱,形成較低壓力,並在大氣壓力的作用下,將瓶內的水不斷推入吸管,因此水可以持續流動,直到瓶內水面低於吸管入口或空氣進入而中斷。
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