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115/07/07【有趣的物理現象實作Day2】【課程活動成果紀錄】

115年7月7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。
早上的課程由老師以暖身活動揭開序幕,透過提問的方式引發學員的學習動機,並結合生活中的實際案例,深入淺出地介紹多項有趣的科學概念,包括白努力定律、貼壁效應、非牛頓流體、彭巴效應、萊頓弗羅斯特效應以及軟物質與非線性物質等。課程最後,老師以「筷子提米」實驗作為收尾,讓學員親自觀察並體驗科學原理,為課程畫下精彩的句點。
接著由助教來帶領「生活中的拓樸學」,先介紹圖形有三種觀察方式:拓樸、幾何、組合,先運用A4紙來製作剪成四份,一份做成正常的圓環,三份做成莫比烏斯環,觀察從1/2、1/3處剪裁時,觀察不同剪裁方式所產生的結果,進一步理解拓樸學的特性。最後,助教運用中國結編織繩帶領學員製作吉祥結、三環結及卍字結,讓大家在動手操作的過程中,體會拓樸學與傳統編織藝術之間的巧妙連結。
下午課程一開始是「逆爭上游的雙錐體」,先將西卡紙切割成合適的形狀,之後將其組成雙錐體,並且調整椎體開口大小讓雙錐體可由低處往高處跑。其運用的原理是從視覺上看,雙錐體似乎違反重力,沿著斜坡向上移動,但實際上並非真正「爬坡」,而是其重心下降。其原理在於軌道設計成前窄後寬(V字形)且具有向上傾斜的結構。當雙錐體向較寬的一端滾動時,兩端與軌道的接觸點逐漸向外移動,使雙錐體下沉到軌道之間。雖然雙錐體兩端的接觸點高度逐漸升高,但其質量中心下降的幅度大於接觸點上升的幅度,因此整體重心仍持續降低。正因為重力會使物體朝質量中心降低的方向運動,所以雙錐體便會自然地向視覺上較高的一端滾動,形成「由低處往上跑」的錯覺。。
下午第二部分的課程是進行「噴射火箭」的實驗,利用氣球棍、迴紋針、橡皮筋及吸管等簡單材料,製作一個簡易火箭發射裝置。發射前,先將橡皮筋拉伸,使其儲存彈性位能;當放開橡皮筋時,彈性位能迅速轉換為動能,推動火箭沿著吸管快速向前飛行。透過此實驗,學員能觀察並理解能量轉換的原理,即彈性位能轉換為動能的過程。
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