2002年袁哲科学趣味竞赛-国立彰化师范大学.DOC

「2005世界物理年在彰化」 大眾科學教育物理創意競賽 競賽手冊 主辦單位：彰化縣政府教育局 國立彰化師範大學 物理系 協辦單位：縣立彰化國民中學 遠哲科學教育基金會彰化辦公室 「2005世界物理年在彰化」 大眾科學教育（物理）探索式創意競賽 活動實施辦法 活動目的： 鼓勵青少年「動手做」、激發青少年的創意、培養青少年合作解決問題的精神與方法、提供青少年趣味生動玩科學的機會。 主辦單位：彰化縣政府教育局、國立彰化師範大學物理系協辦單位：縣立彰化國民中學、遠哲基金會彰化辦公室 對象：國中學生學校24班以上學校請派兩隊，24班以下請派一隊參加。 競賽時間/地點 1.時間：94年6月3日(五)，9：00-16：00 2.地點：縣立彰化國民中學 競賽項目：（活動內容可由網站取得.tw） 1.水中精靈、2.兩小無猜、3.巧奪天弓 組隊方式： 分為學校代表隊及個人組隊兩種方式，另設指導老師一名： 1.學校代表隊：由學校推薦組隊，四名同學組成一隊。 2.個人組隊：四名同學組成一隊，可同校或跨校自行組隊報名。 報名費：免費。 報名方式： 請於94年5月20日前將報名表格傳真到04-7211256陳奕樺小姐收，或直接至網站(.w/)下載報名表格，E-mail至nano@.tw。 各組先行練習競賽內容，競賽當天再展現成果。競賽內容、計分方式及注意事項，請參見活動內容。 獎勵： 1.參賽證書： 全隊參與所有競賽活動者，每人頒發參賽證書乙張。 2.競賽獎項： 競賽第一名1隊 獎狀乙面及禮券五仟元、指導老師獎狀乙面及禮券三仟元 競賽第二名2隊 獎狀乙面及禮券三仟元、指導老師獎狀乙面及禮券二仟元 競賽第三名2隊 獎狀乙面及禮券二仟元、指導老師獎狀乙面及禮券一仟元 單項競賽優勝獎 獎狀乙面及禮券一仟元 「2005世界物理年在彰化」.w/)下載報名表格，E-mail至nano@.tw。 聯絡電話：04-7232105轉3372 陳奕樺小姐  「2005世界物理年在彰化」 大眾科學教育物理創意競賽 活動內容 活動一：水中精靈 「精靈」總帶給人可愛、多變、神秘奇妙的感覺，而在水中舞動的精靈又是怎樣的精靈呢？除了游上划下、旋轉跳動的基本舞姿外，若你懂得如何與精靈溝通，不僅可以和哈利波特一樣，擁有魔法可隨心所欲地操控水中精靈（浮沈子），更可讓你手中的救生精靈（救生浮沈子），救起不慎溺水的精靈（溺水浮沈子）唷！咱們來比比看，誰最能操控手中的救生精靈，救助最多的溺水精靈呢？ 一、目的 以簡單的材料製作各種水中精靈（即浮沈子），體驗浮沈原理及探究其變因，並操控水中精靈的浮沈與轉動，可救援沈在瓶底的溺水精靈再度上升。比賽誰最會利用手掌來壓放寶特瓶，以控制水中精靈的浮沈與轉動，並在救援作業中，誰最能操控救生精靈潛水救助溺水精靈。 二、原理 浮力原理 阿基米得原理 巴斯原理 說明 物體在水中的浮沈受制於「浮力原理」，利用改變物體的比重（重量或體積）可以控制物體的浮沈。物體的重量（重力）大於浮力，物體即下沈，反之則上浮。 浮力的大小就如同「阿基米得原理」所提及的，等於物體所排開的液體重量。在此操作中，如果能夠改變寶特瓶內浮沈子（水中精靈）的重量或浮沈子（水中精靈）在液體中的浮力，即可以操縱浮沈子（水中精靈）的浮沈。 水中的壓力，如「巴斯噶原理」所述：「密閉流體的任一部分受壓，壓力可以傳至流體的每一部分，而壓力大小不變」。因此在裝滿水的密閉寶特瓶外施壓，瓶內的浮沈子（水中精靈）會感受到壓力，水就會進入精靈體內，增加其重量而下沈，其原理則如同潛水艇吸進海水以增加重量而下沈。反之減輕壓力，則水從精靈體內流出來，精靈因重量減輕而浮上。若水的進出口在精靈的側面，則水在進出精靈的小孔時，會有一股衝力使得精靈轉動。因此適當地「壓與放」寶特瓶，就可以控制水中精靈的轉動。 競賽方式 旋轉精靈( 競賽說明四名隊員，在限定的內，使用發給的吸管與銅釘，製作個可控制旋轉的水中精靈（浮沈子），參與競賽。四位隊員。 水中精靈（浮沈子）的製作要求：限使用提供的材料製作，並且必須以油性簽字筆，在水中精靈（浮沈子）的兩側面分別寫上「1」與「2」，以便判定旋轉圈數。 水中精靈（浮沈子）的操作要求：在任何一次競賽要開始時，「1」必須面對裁判，等候裁判口令後，才可以開始操作。 競賽分兩項：（一）指定操作及（二）自選操作。「指定操作」為資格賽，即只有通過標準者，才可繼續參與「自選操作」的競賽項目與評分。例如：四名選手，有三名未通過指定操作，則只有通過的一名選手，可以繼續參賽「自選操作」的競賽項目。 每一項目每位隊員最多可操作兩次，成績取兩次中較佳的一次登錄。指定操作符合標準規定的一次「下沈」與一次「上浮」，稱之為一次完整的「浮沈路徑」。 標準「下沈」的定義：水中精靈（浮沈子）在下沈的路程中，任一時刻均不能有上