日常生活中的物理 (教師: 黃 福坤 Lin Vivian)
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如何從日常生活中發現物理?

  • 習慣的養成 ->習性 (慣性)  保持赤子/好奇之心
  • 物理分類:力/熱/聲/波/光/電/磁
  • 生活分類:
    • 食: 廚房中的物理 烹調的物理:  微波
    • 衣: 保暖/顏色/沾水/洗衣...
    • 住: 家庭用電/抽水馬桶/ 散熱 /通風(人: 100W)
    • 行: 行車安全/ 路面: 泥土/柏油/磁磚
    • 育: 運動分析 游泳/走路/
    • 樂: 唱歌/跳舞 娛樂
  • 生存要件:
    • 陽光:
    • 空氣: 一立方公尺空氣重
    • 水: 比熱/膨脹係數/蒸發/   野外避免身上潮濕 
  • 要認真仔細分析日常生活中的物理 往往會是很複雜的,重點應該是抽離主要因素 或定性分析 加上定量估計



(1)

  •   電視上某汽車的廣告:將汽車吊起車頭離地 9.8 公尺, 放開後撞擊地面時.車子的速度相當於時速50公里?
  • 你一定知道地球在自轉, 而且每天轉一圈, 你估計過在地球表面相對於地心的自轉速度是多少嗎?和以下速度相比呢?誰比較快?
    1. 鍋牛行進
    2. 螞蟻行進
    3. 人跑步
    4. 高速公路上汽車
    5. 高鐵
    6. 聲速
    7. 光速
  • 電影追日一片中, 有人騎著馬匹追著太陽, 可能嗎?
  • 如果地球自轉那麼快, 為何人們,不像轉動中雨傘邊緣的水滴, 被雨傘甩出去? (雨滴是被甩出去的嗎?)

還記得看登陸月球的太空人,在行進時 並不是用『走』的,
而是用『跳』的。你想是什麼因素呢?
是否嘗試 定量的計算 在月球上 以同樣速度起跳時 在空中停留時間增加多少 ? 水平位移增加多少?
若是在月球上設計一座室內運動場 讓內部空氣壓力與地球大氣壓相同 就可以不穿太空衣 此時籃球比賽場地 該如何設計? 長寬需要如何改變嗎? 籃球架高度 需要改變嗎? 如何設計才會較理想? 月球上和地球上打球 會有怎樣不同的經驗呢?

若是田徑場跑步成績和地球上會有怎樣的差異呢?標槍與鉛球的成績如何和地球上的成績相比較呢?

 將所學的力學背景 用在這種虛擬但未來可能實際碰到的問題 或許你未來就是 月球上第一座運動場的設計人? 還可繼續思考熱學相關問題
如運動場散熱問題 如何解決? 球場容納人數與大小有何限制?(每一個人相當於100W的熱源,主要的散熱機制為何?傳導/對流與輻射 )


某人的航海日記中記載, 在海上航行的十天當中, 每天晚上同一時刻

仰望天空, 皆在同一位置看到一輪明月(滿月)高掛天空!!這可能嗎?你可推測該船的位置在怎樣的緯度範圍嗎?

不同緯度與速度的關係




(2)

水的蒸發熱:

兩塊一樣大小的冰塊, 其中一塊用厚衣服包著, 同時放在桌面上,

    請問那一塊會先融化掉? 說一說 為什麼!


同時從冰箱裡取出來的 金屬盒子和塑膠盒,

      溫度是否應該相同.

        但是摸起來感覺如何呢?

        哪個感覺比較冰冷呢?

      這和溫度有關還是和...有關呢?


你估算過嗎?
  • 你身旁一立方公分內的氣體分子數嗎?
  • 再試試估算 1cc 的水, 所含的水分子數?
  • 所處房間內空氣總重量?
  • 一度水是多少?多重?
  • 18cc的水所佔據體積?
  • 水汽化後一大氣壓下所佔體積?
  • 若是密閉容器,則...
  • 何謂爆炸?
  • 估算大氣層內的所有氣體分子的總質量?


 




(3)
聲音與波動

  • 樹大招風, 在大樓的四周往往感覺風特別大, 有道理嗎?為什麼呢?提示: 當河流中有塊石頭時, 四邊的水也比較急, 不是嗎?被擋住的...(連續方程)
  • 一巨幅長方形廣告看版, 迎風而立. 若風速為 v 時, 看版總受力大小為 F, 若風速為 2v 時, 受力大小為何?
  • V=f λ ,   f=V/λ , λ=V/f 哪些是可控制的獨立變數 哪些是應變數?
 




(4)

指縫間的暗紋




(5)
電與磁

電台 AM/FM

  買一個100W燈炮,依據電功率公式:功率 W = V2/R . ==> R = V2/W
可以估計其電阻值(假設電壓為100V)

若是用三用電表去測燈泡的電阻值r, 與由標明之功率所計算燈泡電阻R相比較
你認為

  1. r<<R
  2. r<R
  3. r≒R
  4. r=R
  5. r>R
  6. r>>R
(不妨買個燈泡, 測量看看!)
物質電阻率 (Ωm)電阻溫度係數
(導體溫度為20°C)
1.59×10−8.0038
1.7×10−8.0039
2.44×10−8.0034
2.82×10−8.0039
5.6×10−8.0045
黃銅8×10−8.0015
1.0×10−7.005




(6)
近代物理

 




(7)
其他

電阻的電阻值 和電阻的長度 l 成正比, 和截面積 A 成反比,比例常數為ρ

    R = ρl/A , 碳的電阻率 ρ 為 3.5* 10-5 Ω-m

    你想過嗎? 一般的碳質電阻,

      其電阻值從 1Ω到 20MΩ 都有

    且電阻外觀大小皆一樣,

    在電阻係數相同的情況下, 那是怎麼辦到的.

      改變了將近 107 的電阻值!!!

 




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