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微風吹吊橋
  • 科展類別 : 全國中小學科展
  • 屆  次 : 第45屆--民國94年
  • 科  別 : 自然科
  • 得獎情形 : 第三名
  • 學校名稱 : 臺北市大安區私立復興國民小學
  • 指導老師 : 鄭及蘭、張慎
  • 作  者 : 曹之丞、陳炫瑋、劉彥含
  • 關 鍵 字 : 振福、頻率、節點
  • 備  註 :
摘要或動機

一則電視上〝鋼筋水泥吊橋被風吹垮〞的轉播報導,引發了我們的研究興趣,想要知道為何風作用在橋上,會引起橋面的振動扭轉? 風吹造成空氣的波動,為了瞭解波的現象,我們先觀察生活中常見的水波、聲波及繩波的振動。於是我們設計了(1)在池塘中丟石子,進而發展出水波槽實驗。(2)以提琴弓在金屬板邊緣拉奏,造成板面上細砂跳動而呈現各種克拉尼圖形。(3)以甩動童軍繩產生繩波,進一步製作鞦韆,觀察其受風力的運動情況。(4)最後,製作模型吊橋,以觀測受風中橋面的變化。 從實驗結果,我們歸納出無論在水面、金屬板面或橋面施力,造成的振動,藉由介質產生波的前進,波碰到阻擋會反射,與原來的波交疊形成不振動的「節點」。包括水波槽中形成的格狀波紋,及金屬板面細砂呈現的克拉尼圖形,都是振動、反射與節點交互作用的結果。至於風吹吊橋實驗中,我們發現頻率與角度是影響橋面振動的關鍵因素。雖然我們的吊橋實驗無法驗證橋的斷裂,但的確觀察到(1)間歇來回的風比持續風容易造成受風橋面的扭曲晃動。(2)45度風向比垂直風向更容易引起橋面的晃動。(3)減少同頻率的振動,可降低橋面斷裂的危險。



最多人使用的標籖
標籖 使用人數
振幅 2
節點 2
頻率 2
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