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宏泰自然科學中心 - 宏泰物理 - 生活的物理

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Q:
在無重力的狀態下的蠟燭
在一艘太空中的太空梭裡點一跟蠟燭,請問你這時會有什麼情況發生呢?(當然假設太空梭裡的空氣跟地球表面一樣)
(1)跟在地球上點蠟燭沒什麼兩樣
(2)點不起來
(3)火焰成圓形的持續燃燒
(4)火焰成圓形然後熄滅 5.比地面上更容易點燃
解答
A:
 答案:選4

在太空中點燃蠟燭,在地球時原本的空氣因為受熱而上升,然後冷的空氣就會從四周補進來,所以又有充滿氧的空氣進來 ; 但是在太空中當冷空氣受熱後並不會有向上升的情況,所以這時火焰是圓形的,然後過了不久因為火焰四周的氧氣都已經燒完了,又沒有有氧的空氣會補進來,這時火焰的四周形成缺氧的狀態,所以火焰馬上就熄掉了。
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Q:
兩艘平行的船
兩艘船以高速前進,當兩艘船平行且很接近的後,請問接下來會發生什麼
事?
(1)兩艘船越來越分開,沒關係
(2)兩艘船越來越接近,有撞船的危險
(3)沒有任合事情會發生
解答
A:
答案:選2

因為當兩艘船相當接近時,兩艘船中間的水流因為通過的地方越來越細(船頭是尖的兩艘間距較寬,到了船中間最窄),所以兩艘船中間的水流速度會比兩旁的水流來的快速,因為水流快Þ所以壓力降低,所以兩艘船就會快速接近。 
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Q:
無重力的水滴
在太空中用手指尖去推一個飄在空中的水滴,請問會有什麼情況發生呢?
(1)水滴被推前進
(2)水滴凹入手指陷入
(3)水滴從手指往手擴散
解答
A:

答案:選3

首先你應該知道這個水滴是圓形的(因 為在無重力狀態),然後我們都知道水是具 有親水性的,所以手很容易沾水,而這個特 性在無重力的太空中更是明顯,所以水會往 手的地方擴散去。 這個實驗,日本的太空人毛利衛先生曾經親自在太空中做過,還在電視上轉撥過呢。 水的這個現象在地球上隨處可見,例如你把水倒到另外一個杯子,常常會溢的滿地。

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Q:
比熱不同,溫度會相同嗎?
問題:
將裝滿鐵、沙、棉、水的杯子各插入一個溫度計,然後放在同樣的環境下,放一個晚上,請問最後每個杯子裡量得的溫度是如何呢?
(1)沙的溫度最高,棉的溫度最低
(2)棉的溫度最高,鐵的溫度最低
(3)溫度都相同
(4)除了水以外,其餘的都等溫
解答
A:
 答案:選4

其實不同的比熱的東西在相同的環境下放置一段時間,因為熱平衡,溫度最後都會相等的。但是因為水本身會蒸發,蒸發的時候需要的汽化熱會使的杯子裡的溫度跟其他的有一點不一樣。
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Q:
哪一種球運動的速度最快呢?
幾乎所有的球類運動,球速都是勝負的一個重要的關鍵,所以以一個頂尖的選手來說,以下哪一個的球速最快?
(1)網球發球時
(2)羽球猛烈扣殺時
(3)棒球打擊手擊出全壘打時
(4)棒球投手頭出快速球時 5.高爾夫球揮干擊出的球
解答
A:

答案:選5

根據資料1.網球發球時的時速:男子220公里以上 女子170公里以上
    2.頂尖的羽球選手再扣球十最高可到達時速300~350公里
    3.棒球全壘打,時速大約為180公里
    4.球投手的快速球時速在162公里左右
    5.高爾夫球揮出去的球時速大約為250公里左右

其實人類的力量大致上並不會相差太多,差別是在於每種球的質量不一樣,所造成的差別。

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Q:
布朗運動
當花粉在水的裡的時候,如果你用顯微鏡去觀察這些花粉,你會發現這些花粉成Z字形運動做不規則的運動,當初是布朗最先觀察到的,所以稱為布朗運動,但是你知道這種運的的原因嗎?
(1)外部照入的光給予物體的能量
(2)被四周的水分子衝擊
(3)花粉分子本身具有的熱所產生的運動
(4)這是花粉本身具有生命的證據
解答
A:
答案:選2

其實布朗運動每個人都可以觀察到的,只要你手邊有顯微鏡,不管是觀察牛奶,或是觀察巧克力,都是很容易就可以看得出來的,就連空氣中的煙都具有布朗運動,所以其實它跟生命無關,連在黑暗的房間也有布朗運動的發生,所以它跟光線也無關。 那它跟什麼有關呢?其實仔細觀察後你會發現,越溫度越高,分子運動的越激烈,所以這種現象是和熱有關,這是由周圍分子撞擊花粉分子所造成的,只是周圍的分子比花粉的分子小很多,所以沒有觀察到。 既然如此那麼布朗運動就不只限於水、空氣,所有的原子、分子都具有這種不規則的運動。 
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Q:
冰箱
一到了夏天,外面的天氣總是超級給他熱的,所以一回家一定馬上把電風扇和冷氣給他開下去,但是冷氣要等他冷真的很久,所以我們常常都會偷偷的先去開冰箱,但是這樣的話這個房間會因為冰箱的裡面很涼所以溫度下降嗎?你覺得這個房間最後的情形是怎樣呢?
(1)房間溫度上升
(2)房間溫度不變
(3)房間溫度下降
解答
A:
答案:選1
自然界下溫度是由高溫往低溫傳遞,冰箱是藉由電能使得空氣壓縮機運轉,讓溫度從低溫移向高溫處。 如果只對冰箱討論,那麼冰箱後面的散熱板跟冰內部的低溫兩者的熱量是互補的,兩者平衡後應該跟室溫相等的。 但是現在對整個房間來討論,所以房間內雖然冰箱不影響室溫,但是因為溫度會由高溫處傳到低溫,所以是外的熱空氣會因為冰箱內的冷空氣而不斷的進來,此時冰箱的壓縮機不斷的運轉而產生熱能,所以最後房間內的溫度會越來越高。。 
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Q:
直球與短打球
棒球打擊手擊出的水平直球與初速為零的短打球,哪一方先著地?
(1) 直球
(2) 短打球
(3) 同時
解答
A:
 解答:(3)是正解。

關於球類運動,應該分為水平方向及與地面垂直的方向進行思考。

直球時,當球離開球棒的瞬間,只有重力對球作用,在水平方向等速運動(慣性定律=運動第一定律)。短打時,初速為零,由於重力作用而垂直落下(稱為自由落體運動)。直球的水平方向運動,對往下落的運動毫無影響(稱為運動的獨立性)。因此,兩者同時著地。有關這種原理,也可以使用兩個硬幣,依下圖所示加以確認。
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Q:
摩擦升熱煮可可!
古時候的人要升火,都是利用摩擦升熱而產生火苗的,摩擦可以產生如此的熱量,那麼你知道當一台時速三十六公里汽車,藉由踩煞車來停止,此時所產生的熱量全部用來煮可可,那麼請問你知道大約可以煮幾杯可可嗎?(當然不可能真的去做實驗吧)
(1)十幾杯吧
(2)連一杯也不行
(3)一百杯左右
(4)大約四、五杯吧
解答
A:
答案:選4

大約可以煮四、五杯可可,這題其實很簡單,只要利用汽車的動能,將他完全的轉變為熱能使得可可沸騰,這樣就可以算出答案了。
所以汽車的摩擦熱為: mv2= ×2000 ×102 = 105(焦耳)
而一杯可可所需要上升六十度的能量為:100×1×60=6000卡Þ
所以可以煮幾杯= = (杯) 大約四杯。
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Q:
藉由太空船中的彈簧加速
在沒有重力的太空船內,如圖所示,在兩個質量不同的鐵球上裝上相同的彈簧。將兩個彈簧盡可能拉到相同的長度,然後同時放掉,哪一側的彈簧先縮回?
(1) 以相同速度縮回
(2) 質量小的物體的彈簧先縮回
(3) 質量大的物體的彈簧先縮回
解答
A:
解答:(2)是正解。
  質量小的物體的彈簧先縮回。這個問題有點困難。在無重狀態下,不考慮重力也無妨,只要考慮彈簧拉鐵球的力量即可。因為同時拉兩個彈簧,所以拉力相同。但是,鐵球的質量不同。
  所謂「質量」,就是對加速度表現出抵抗性質的量。因此,質量愈大的物體愈難加速,彈簧縮回的速度也愈慢。
  在地表上做同樣的實驗,結果仍然相同。只有重力時,兩個彈簧以相同的速度縮回,這就是著名的伽利略」落體定律」。還有一個理由:例如,鐵球的質量加大兩倍,則作用在鐵球上的重力也增加兩倍;同時,抵抗加速的性質也增為兩倍。但是,由於重力和同時作用的彈簧的力相等,依據和無重狀態相同的理由,質量愈大的球,彈簧縮回的速度愈慢。