宝丽龙的承重.PPT

寶麗龍的承重 目錄 研究動機 研究目的 研究器材 研究方法 實驗A(實心) 實驗B(鏤空) 實驗C(鏤空+支架) 實驗D(錐體) 結論 幕後英雄 END (1) .研究動機： 世界上有許多形狀，她們被應用在各種地方。比如：錐形的金字塔、拱形的橋、方形的窗戶…。可是，那一個形狀最有”耐力”呢？三角形的邊最少，也確實應用在承重上。而圓的邊長最多，但有沒有可能因為重量分散在許多邊上的關係而達到最耐壓的目的？拋物線、蛋形、拱形也都有它無堅不摧的例子。究竟那種形狀最耐壓？值得我們探討。 (2) 研究目的： (a) 不同形狀的耐壓程度。 (b) 不同形式對承重的影響，如：縷空、框架、…。 (c) 研究器材： +切割工具：寶麗龍切割器 乙酸乙酯 尺規、奇異筆 天平組 (3) 研究過程： (a) 選擇一種形狀，並用寶麗龍切割器或乙酸乙酯腐蝕，盡量將成品( 厚度0.4cm )控制在5g以下。 (b) 完成4個同樣的成品。 注意4個形狀的排列方式 (c) 放上紙板。 放砝碼，一次先以50g開始，再以10g依次測量。 實驗A(實心部分) 實驗A(實心部分) 實驗B(鏤空部分) 實驗B(鏤空部分) 實驗C(鏤空+支架部份) 實驗C(鏤空+支架部份) 實驗D(錐體) 排列方式為錐體。但是由於技術問題難以克服，難以使錐體上的紙板維持平衡，更別說加上砝碼。曾嘗試過替代方案—將錐體倒吊，以掛勾方式測量。但是由於掛勾會掉落，因而宣告放棄。關於立體的部分，就只能實驗到這個地步，無法達到最標準的圖形，也無法精確抓出重心…。但是推測承重限度應該也有另人驚訝的成果，如埃及的金字塔。 【結論：】 ∴由此可知與桌面接觸面積越大，與紙板(施重物)接觸面積越小，其所能承受的重量越大；而似乎重心越低，承受重量也有一定的關係。平行四邊形由於本身的重心就不穩定，再加以施重的結果，造成它會向一邊傾倒，以至於無法測量；可以考慮以不同排列方式來測試。 承重程度為：鈍角三角形＞正三角形＞拱形＞梯形＞圓形＞正方形＞長方形＞梯形＞ 銳角三角形＞鳶形 加了兩條支架的成品，承重限度大量提升，與之前實心的幾乎沒有到20以上的差距，唯一要注意的，就是在鏤空的工作時，非常難做。要小心乙酸乙酯過量的腐蝕…可以說相當不好控制。 由數據可知空心的成品，平均都降低了100~60的承重限度，但唯一例外的是拱型。或許是因為力較能分散在基部的緣故。 平均起來，拱形的承重限度最為平均，而奇數邊的圖形如三角形的表現，則比偶數邊的圖形更好。三角形中以重心來分，似乎重心越低的承重越大。支架的目的可以減輕重量、降低建造成本。但是它的排列方式也是有學問的；以通過重心的作為支架，或是通過外心、內心的直線。相信結果都會不一樣的。這次限於時間的關係，實驗就只能進行到此（在腐蝕支架的部分花太多時間）。但是其實還有很多變因尚未去瞭解的；希望未來能加以在深入！ 指導老師：陳淑芬老師 組員2-4 蕭文翔2-15蔡諭奇 參考資料：國中理化課本第三第四冊 ~THE END~ ~謝謝觀賞~ * A、形狀 ? I II III IV V(g) 平均 (a) 正三角形 ×4 211 197 189 192 194 196.6 (b) 圓形 ×4 161 153 157 163 160 158.8 (c) 正方形 ×4 139 141 124 137 138 135.8 (d) 鳶形 ×4 23 26 27 23 22 24.2 (e) 平行四邊形 ×4(會倒) × × × × × × (f) 梯形 ×4 183 184 183 185 182 183.4 (g) 長方形 ×4 124 137 132 129 127 129.8 (h) 銳角三角形 ×4 69 72 67 65 62 67 (i) 拱形 ×4 178 185 181 188 189 184.2 (j) 鈍角三角形 ×4 264 271 269 269 270 267.8 B、形狀 ? I II III IV V(g) 平均 (a) 正三角形 ×4 137 125 124 125 128 127.8 (b) 圓形 ×4 73 79 81 78 75 77.2 (c) 正方形 ×4 58 61 59 60 48 57.2 (d) 鳶形 ×4 14