壹、研究動機:
有一次,我們下課時在操場看到有一個種子正自高處掉落時,好像螺旋槳般的一邊旋轉一邊緩緩掉落,覺得好有趣。
後來我們跑去問自然科任老師,老師告訴我們:「那是台灣欒樹的種子,你們也可以試試自己製造紙螺旋,紙螺旋也可以像螺旋槳般的一邊旋轉一邊緩緩掉落!」
於是我們想研究使用哪一種材料的紙比較適合做紙螺旋以及如何控制紙螺旋下降的速度等問題。
貳、研究目的:
1.不同材料的紙做成的紙螺旋,對於紙螺旋飛行時間的影響?
2.在紙螺旋的旋轉軸上加上不同重量,對於紙螺旋飛行時間的
影響?
叁、研究設備及器材:
粉彩紙、報紙、廣告紙、厚紙板、加大迴紋針
肆、研究過程和方法:
(一)不同材料的紙螺旋
1.分別製作粉彩紙、報紙、廣告紙、厚紙板,四種不同材料
但相同大小、形狀的紙螺旋。
2.選擇在學校室內活動中心二樓看台相同高度處,在關閉窗戶的無風條件下,分別將手中的不同紙螺旋放下五次,讓紙螺旋
自然旋轉掉落至活動中心一樓地面。
3.分別觀察四種不同材料紙螺旋的旋轉狀況,並利用碼錶記錄
紙螺旋自二樓高台處手放開,紙螺旋自然降落至地面所花費的時間。
4.將以上結果記錄在表格中,並討論不同材料的紙螺旋對於
紙螺旋旋轉狀況及降落時間的影響。
(二)紙螺旋與迴紋針
1.準備一個紙螺旋與九個加大迴紋針。
2.選擇在學校室內活動中心二樓看台相同高度處,在關閉窗戶的無風條件下,將手中的紙螺旋旋轉軸上分別夾上1、3、5、7、9個加大迴紋針後,讓紙螺旋自然旋轉掉落至活動中心一樓地面,分別進行三次。
3.分別觀察紙螺旋的旋轉狀況,並利用碼錶記錄紙螺旋自二樓
高台處手放開,紙螺旋自然降落至地面所需的時間。
4.將以上結果記錄在表格中,並進行討論迴紋針數量對於
紙螺旋旋轉狀況及降落時間的影響。
伍、研究結果:
(一)不同材料的紙螺旋
材料 實驗次數 |
粉彩紙 |
報紙 |
廣告紙 |
厚紙板 |
1 |
2.59 |
2.72 |
3.43 |
1.50 |
2 |
2.35 |
2.63 |
3.50 |
1.38 |
3 |
2.16 |
3.22 |
3.59 |
1.50 |
4 |
2.72 |
2.78 |
2.62 |
1.54 |
5 |
2.19 |
3.25 |
4.21 |
1.40 |
平均 |
2.40 |
2.92 |
3.47 |
1.46 |
(二)紙螺旋與迴紋針
迴紋針數
實驗次數 |
1 |
3 |
5 |
7 |
9 |
1 |
2.96 |
2.47 |
2.00 |
1.84 |
1.72 |
2 |
2.97 |
2.50 |
1.93 |
1.88 |
1.69 |
3 |
3.03 |
2.56 |
2.13 |
1.78 |
1.66 |
平均 |
2.99 |
2.51 |
2.02 |
1.83 |
1.69 |
陸、討論:
(一)不同材料的紙螺旋
1.廣告紙下降時幾乎是用飄的,少有旋轉的狀況,所需要時間
最久,速度最慢。
2.厚紙板下降時幾乎是掉落的,少有旋轉的狀況,所需要時間
最短,速度最快。
3.粉彩紙及報紙自高處放下至地面,以螺旋槳般有規律旋轉方式掉落。
(二)紙螺旋與迴紋針
1.旋轉軸上夾上1個迴紋針,旋轉下降所需的時間最長;旋轉軸上夾上9個迴紋針,旋轉下降所需的時間最短。
2.紙螺旋自相同高度下降,依所夾迴紋針數目的增加,下降
所需的時間由長變短。
七、結論:
(一)不同材料的紙螺旋:廣告紙材料太輕薄、厚紙板材料太厚重,皆不適合作為紙螺旋的材料;相較之下,粉彩紙及報紙以有規律旋轉方式下降,較適合做為紙螺旋的材料。
(二)紙螺旋與迴紋針:旋轉軸越重時,紙螺旋旋轉下降所需的時間越短,下降速度越快。
八、參考資料:
1.中華民國第35屆中小學科學展覽會 旋轉飛天-紙螺旋的研究
組員:陳子茜、周盈希、黃泯