磁力作用下鋼珠運動狀態之比較
專題名稱 | 磁力作用下鋼珠運動狀態之比較 |
專題描述 | 暑假的時候,參加了學校辦的科學營,我們利用數個磁鐵在透明壓克力管中自己動手做了一架磁力砲,發現磁鐵數目不同或磁鐵間距離不同也會讓磁力砲管中的鋼珠射出去的速度有所不同。利用磁鐵的磁力就可以讓鋼珠發射出去,這個現象讓我們產生了研究磁力砲發射機制的興趣,想改變一些實驗條件來探討鋼珠射出的運動情形之比較。 |
隊伍名稱 | 一砲而紅 |
指導老師 | 郭千睿 徐彥哲 |
參賽學生 | 陳譽中 洪昌佑 邱則育 |
序號 | 內容 | 上傳者 | 最後修改 |
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10 | 作者 邱則育 標題 實驗結束 內容 今天我們的實驗都告一段落了,只剩下一些數據的整理。我們做了很多關於磁力的實驗,學到了多關於磁力的知識以及製作論文報告的方式,我相信這些學到的技能一可以讓我之後的研究可以更加順利,做出一個非常棒的報告。也要記取這次的一些失敗,讓我在日後的實驗上可以更完美。 | 邱則育 | 2022/9/28 下午 08:31:09 |
9 | 作者 陳譽中 標題 實驗 內容 今天早上老師在教我們1個可以靠截圖來計算速率的應用程式-tracker,我們發現這樣就不會有慢速攝影機的bug了,但是它雖然功能很多,但是要計算速率的操作方式非常複雜,複雜到我們需要寫筆記,那個步驟是真的非常多啊。然後我們就去測量鋼珠的速率,我們還發現鋼珠的數量不是愈多愈好,它超過6顆,也就是它的最大值時,雖然磁鐵對他造成的吸引力沒有這3、4顆這麼大,但是也因為顆數增加,動能傳導時會慢慢損失,所以非常有可能會發射2顆鋼珠,大大降低了第1顆鋼珠發射的速度,雖然機率不大,但是也有一次發射3顆的可能性,速度變更慢了。 | 陳譽中 | 2022/9/28 下午 08:30:17 |
8 | 作者 陳譽中 標題 解決問題 內容 因為之前的測速方法我們發現了1個bug,就是慢動作拍攝時,相機的1真是0.062秒,所以妹次數據算出來時,不管是1、2、3、4、5顆鋼珠,速率都非常接近62m/s,後來上網查資料才知道這件事,所以今天我們就重測1次,這次改用1般速度攝影,然後接下來再用碼表測量時間,這樣就不會有上面的問題了。接下來,我們就開始重新測量第1帶軌道用手推鋼珠的速度,還有第2代軌道我們手動彎的斜面,但是因為第2代軌道我們塗過沙拉油加上彎曲的角度太大,導致鋼珠會彈起來,所以我們最後測量第3代軌道鋼珠發射的速率,它的角度是我們有設計過的,就是不會讓鋼珠彈起來的最大角度。 | 陳譽中 | 2022/9/28 下午 08:29:46 |
7 | 作者 陳譽中 標題 實驗進展 內容 今天下午我們在做磁場大小的實驗。我們把指北針放在1個1公尺長的木尺上面,然後我們把指北針放在30公分處,磁鐵從70公分的往回推。當磁鐵讓指北針指針動的時候,紀錄磁鐵和指北針的距離,然後測試1到5個18mm*4mm的磁鐵和18mm*2mm的磁鐵。我們還有做磁場形狀的實驗,就是把磁鐵放在1個透明壓克力板下面,然後把鐵粉撒上去,就可以看到磁場的形狀了。但是實驗沒有很順利,磁場形狀沒排出來,只有大概形狀。我們發現磁場形狀不是鐵粉灑越多就越明顯,而且灑太多反而會讓壓克力板上變得很混亂,磁力線反而看不太出來,鐵粉還有可能吸到磁鐵上,所以明天再試試看別的方法吧。 | 陳譽中 | 2022/9/28 下午 08:29:24 |
6 | 作者 陳譽中 標題 磁鐵的厚度以及大小對磁鐵的磁力的影響 內容 我們今天想要測量磁鐵的厚度以及大小會對磁鐵的磁力產生什麼影響。於是我們設計了一個裝置,上面可以放磁鐵,底下可以吸鐵球,看不同厚度和數量的磁鐵最多可以吸附多少的鐵球。其中我們有用到18mm*2mm和18mm*4mm的磁鐵。我們原本以為兩顆18mm*2mm的磁鐵會跟一顆18mm*4mm的磁鐵的磁力差不多,但是我們後來發現磁力相差的非常多。我們也發現一開始的時候可以吸的鐵球數量上漲的非常快,但是隨著磁鐵的增加,可吸附的鐵球數量增加速度也慢慢的減緩。 | 陳譽中 | 2022/9/28 下午 08:29:05 |
5 | 作者 洪昌佑 標題 實驗進展 內容 早上老師幫我們買了新的磁鐵,因為之前的磁鐵有嚴重的生鏽會影響實驗的結果而且數量嚴重不足,磁力也不一樣,所以我們先是用2mm厚的磁鐵,但是發現磁力有點弱,所以我們就將2mm疊起來,但發現效果也也不是很好。所以我們就換了4mm厚的磁鐵來做實驗,發現有良好了效果。接著我們借了老師的手機來拍不同鐵球數量的慢動作影片。晚上我們請老師把影片傳給我們,並討論如何算出速率,我們也比較了三代不同軌道的優缺點,在傳送影片過程會讓他的畫質變得很低而且沒有慢動作,所以我們決定要用同學的手機在拍一次。 | 洪昌佑 | 2022/9/28 下午 08:28:18 |
4 | 作者 洪昌佑 標題 遇到挫折 內容 天下午我們在做磁力砲的實驗時,我們發現,因為我們拿來當軌道的塑膠條的寬度比鐵球還要寬很多,雖然可以將磁鐵固定住,但是當鐵球射出去時因為軌道比鐵球還要寬所以鐵球會很容易撞到軌道兩邊的牆壁,使其減速,造成實驗的誤差,而且我們所使用的磁鐵的磁性比較低,在吸引鐵球時,會發生磁力小於摩擦力的問題,這樣我們在讓鐵球加速反而會得到反效果,所以我覺得應該要改變軌道的寬度,並且使用強力磁鐵來解決這個問題,後來我們將廢棄櫃子門片的卡槽來當作我們高斯砲的軌道,他的寬度比鐵球稍微窄一點,可以非常剛好的固定住鐵球但又不會減緩到鐵球的速度,可是我們目前沒有形狀大小剛好的強力磁鐵,所以可能會在之後繼續嘗試。 | 洪昌佑 | 2022/9/28 下午 08:27:55 |
3 | 作者 邱則育 標題 實驗構思 內容 今天我們在討論這次實驗要怎麼做,實驗原理和實驗流程,老師告訴我們磁力砲整體運作原理是甚麼,還有可以改變的變因以及如何提升磁力砲的威力。我們在查資料時發現磁力砲組裝越多層,其力量會越大。還有,我們在實際組裝之後發現問題很多,實驗似乎不能依照我們規劃的方向走,只好再想想看。因為如果依照原本計畫,實驗器材會做得很差,這是我們測試之後發現的。接下來,我們在討論怎麼樣讓軌道的摩擦力變小,於是我們加了沙拉油,但是一不小心加太多了,所以整個裝置都變得很滑又很油,這樣引響了我們發射前的鐵球歸位,所以我們把整個裝置擦拭乾淨之後重新用刷子把沙拉油刷上軌道,終於在成功減少摩擦力的同時也保持整個裝置的清潔。 | 邱則育 | 2022/9/28 下午 08:26:39 |
2 | 作者 邱則育 標題 討論變因 內容 今天下午我們在討論磁力砲可以有什麼不同的操縱變因,我們主要想到的有 1.改變鐵球的數量 2.改變磁鐵的數量 3.改變磁鐵的形狀 4.改變磁鐵的間距 5.改變軌道的材質 6.改變軌道的角度 我們想要讓鐵球的速度最大化,於是我們想到了這些不同的變因,希望能找出速度最大的模式,並了解其中的原理。 | 邱則育 | 2022/9/28 下午 08:26:17 |
1 | 作者 邱則育 標題 決定主題 內容 我在暑假科學營的時候做了一個東西叫做磁力砲。就是靠磁鐵的吸力以及能量的傳遞來讓小球可以快速射出的裝置。一開始我都打不快,經過了好幾次的嘗試與改良都得不到一個不錯的結果。我們改了磁鐵的擺放方法、鐵球的擺放位置等不同的變因,最後終於的到了一個滿意的速度。我們幾個都覺得很有趣,想看看打出來的球到底可以多快,於是開啟了我們的研究。 | 邱則育 | 2022/9/28 下午 08:25:53 |
序號 | 截圖 | 網站簡介 | 上傳者 | 最後修改 |
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10 | 網站名稱 佑來了 網址 https://www.youtube.com/watch?v=xTEhMdIl84A 網站簡介 深入研究及講解高斯槍的原理,並實測二級高斯槍的威力到底變得多強 | 陳譽中 | 2022/9/6 下午 12:59:18 | |
9 | 網站名稱 美國海軍磁軌砲試驗 網址 https://www.youtube.com/watch?v=bkYQwIeXGdI 網站簡介 The Navy's newest weapon shoots without any explosive charge, relying on electromagnets to shoot bullets at several times the speed of sound | 陳譽中 | 2022/9/6 下午 12:56:17 | |
8 | 網站名稱 【Fun科學】衝擊擺的威力(含電容爆炸實驗) 網址 https://www.youtube.com/watch?v=eH6ensqVQTw 網站簡介 電磁炮物件分析 | 洪昌佑 | 2022/9/5 下午 08:27:24 | |
7 | 網站名稱 磁場磁力線 網址 https://www.youtube.com/watch?v=Dxi1X55i4Nw 網站簡介 磁場+磁力線教學 | 洪昌佑 | 2022/9/5 下午 08:26:26 | |
6 | 網站名稱 高斯槍2(師大附中特色課程-看電影學物理) 網址 https://www.youtube.com/watch?v=IBAxVCe8LR0 網站簡介 高斯槍製作、測速及改裝教學 | 洪昌佑 | 2022/9/5 下午 08:25:05 | |
5 | 網站名稱 牛頓擺 &高斯槍 網址 http://www.phys.nthu.edu.tw/~gplab/file/04%20Demonstrations%20A/Newton%20Cradle.pdf 網站簡介 動量和能量守恆&位能與動能轉換 | 洪昌佑 | 2022/9/1 下午 04:53:28 | |
4 | 網站名稱 磁力砲彈 網址 http://scigame.ntcu.edu.tw/electric/electric-032.html 網站簡介 如何以磁力發射出高速砲彈呢? | 洪昌佑 | 2022/9/1 下午 04:42:06 | |
3 | 網站名稱 磁力線及磁場的本質是什麼? 網址 https://www.xuehua.us/a/5ebcbf0186ec4d2e14ec6be2?lang=zh-hk 網站簡介 介紹磁力線 | 洪昌佑 | 2022/9/1 下午 01:09:49 | |
2 | 網站名稱 slidesplayer 網址 https://slidesplayer.com/slide/16642233/ 網站簡介 Presentation on theme: "電流磁效應."— Presentation transcript | 陳譽中 | 2022/8/30 下午 01:13:08 | |
1 | 網站名稱 coursehero 網址 https://www.coursehero.com/file/107622864/ch5-%E9%9B%BB%E8%88%87%E6%85%88ppt/ 網站簡介 電流的磁效應 | 陳譽中 | 2022/8/30 下午 01:10:49 |