中研院物理資優營的題目

看板Physics作者yangcain (狂想者)時間15年前 (2010/09/26 20:06)推噓4(4推 0噓 14→)

留言18則, 9人參與討論串1/1

一、請於觀看過以下影片後回答下列問題： http://www.youtube.com/watch?v=ngtiUKH_ygc

瓶塞被推出來的原理為何，請詳述。(可以往瓶內的酒換成水、瓶內充滿液體完全無空氣的情況、敲擊面的材質不同、使用不同的鞋子…等方向思考作答) 二、於一個大燒杯內裝水，並在正中央放一顆乒乓球。 1. 如水量為八分滿時，請問乒乓球會往何處運動，其原理為何，請詳述。 2. 如水量為全滿並產生表面張力時，請問乒乓球會往何處運動，其原理為何，請詳述。三、魚的逍遙：魚在水中可使用魚鰾來保持不動、上浮及下沉。若魚在一封閉的魚缸中且水完全充滿其中，當魚在(1) 不動 (2) 上浮 (3) 下沉時，魚缸以垂直重力方向作等加速度運動，魚的位置會因等加速度而相對於魚缸產生何種變化。我假設影片中的瓶子內有空氣，而敲擊面會造成瓶底面的衝力，衝力會跌加到酒上面，酒在對於空氣衝擊，最後空氣對瓶塞造成力，所以最後瓶塞會被推出來。此實驗和材質不同沒有太大影響，材質只會影響力的傳播，但原理是相同的。若是瓶內液體的改變，我認為應該是密度越高的液體越容易對瓶塞造成衝力，因為力會以較高的比例衝擊到瓶塞，若是像水之內的液體，很難傳播力的，會散開，就像是向空氣打一拳，和對牆壁打一拳是完全一模一樣的道理，密度高，較容易傳播力，但密度一低......就比較難傳播了。最後我假設瓶內充滿液體完全無空氣的情況，瓶塞會比較難被推出來，在有空隙情況下，力讓酒較會容易產生震動，再傳到瓶蓋，就像朝實心牆壁打一拳，和朝一面空心的木牆打一拳一樣，是有差別的。 1.球會往邊緣運動，我認為是因為乒乓球與水面接觸角度所引發造成的，水面在八分滿的情況下，和杯子的接觸角度會小於垂直，會變成略為下凹的曲線，所以乒乓球才會因為重力作用而往邊緣移動。 2.球會靜止不動，是因為當水面全滿時，水面與杯子的接觸角大餘等於垂直，而變為上凸的曲線，此時因乒乓球與水面接觸角度會小於垂直，而造成杯子排斥。用表面張力來解釋這一題的話：就是接觸角度的差別，而害表面張力會不平均。如果再深入的表示，就要談到內聚力和內部分子的附著力等等.....但高一是還沒有交到的這一方面，所以我並不太了解其內容..... 1.魚在不動時，魚缸以垂直重力方向作等加速度運動，因為魚缸是封閉的，所以魚缸內的水會跟著移動，在魚缸一動的那瞬間，魚會對魚缸移動的反方向面產生力，那是因為魚缸動的那一剎那，是有變加速度的，因而造成慣性的改變，所以魚才會對魚缸的另一面產生力的作用，最後魚缸的瞬時速度會為三者次於上浮的﹝當魚在(1) 不動 (2) 上浮 (3) 下沉時─三者﹞。。 2.魚在上浮的時候，魚缸以垂直重力方向作等加速度運動，會因為瞬間加速的的相反 ﹝我設在魚缸做加速度的那一瞬間，魚也同時上浮。﹞，而造成對魚缸移動的反方向力的疊加，雙重衝擊，所以力對於魚缸的作用會比魚不動來的大，最後魚缸的瞬時速度會為三者最低的﹝當魚在(1) 不動 (2) 上浮 (3) 下沉時─三者﹞。 3.魚在下沉時，因為加速度的同方向性﹝我如上題所設魚缸做加速度的那一瞬間，魚也同時下沉。﹞而無法對於魚缸造成任何影響，當一個物體在另一個物體內時﹝依順序設甲和乙﹞，甲的加速度無法對乙物體造成任何影響，同理，魚在下沉也無法對於剛造成影響，最後魚缸的瞬時速度會為三者最高的﹝當魚在(1) 不動 (2) 上浮 (3) 下沉時─三者 ﹞。這是我的解，我知道錯很多.....但我的物理知識大多還停在國中﹝高一前兩課沒教什麼 ..... 有大大可以幫解一下嗎? -- ╠═╬═卒═帥═馬═╬═╬═╬═╣ ║ ║ ║ ║╲║╱║ ║ ║ ║ 此時， ╠═╬═╬═車═╬═╬═╬═╬═╣ 帥有何用？ ║ ║ ║ ║╱║╲║ ║ ║ ║ 有車又如何？ ╚═╩═╩═╩═╩═╩═╩═╩═╝ 有馬子又怎樣？ ψqaz225→ : 你錯了，有帥又有車，馬子當然可以當炮打 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 114.24.125.45

推

Tazdingo

09/26 20:15, , 1^F

09/26 20:15, 1^F

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yangcain

09/26 20:20, , 2^F

09/26 20:20, 2^F

※ 編輯: yangcain 來自: 114.24.125.45 (09/26 20:57) ※ 編輯: yangcain 來自: 114.24.125.45 (09/26 20:58)

推

Ertkkpoo

09/26 21:24, , 3^F