宏泰自然科學中心 - 宏泰物理 - 生活的物理

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Q:
扥里伽利真空-如果將玻璃管延伸到大氣圈
你們應該都知道扥里伽利真空的實驗吧,在做這個實驗的時候裡面的水銀柱高度最多為76公分,不可能會比76公分更高,此時玻璃管內水銀柱的上方是呈現真空的狀態,在這個實驗剛剛發表的時候,曾經有很多人質疑裡面真的是真空的嗎?後來帕斯卡證明了裡面是真空的。

現在,讓我們應用一下,如果將 玻璃管上方一直延升到大氣圈,再將玻璃管的上方打開,此時請問一下水銀柱應該會有什麼樣的變化呢?
1.上升到76公分以上
2.上升到76公分
3.上升到0~76公分之間
4.完全不會上升
解答
A:
答案:選2

我想你應該知道,水銀柱會上升到76公分的地方是因為水銀柱跟大氣壓力平衡。 而如今不管你玻璃管上方是開或是關,都不會改變最後的平衡狀態的。如果今天用的是水而不是水銀的話,那水則會上升大約十公尺。。 
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Q:
音波在哪一種物體裡傳波的最快
我們都知道聲音不但可以在空氣裡傳波,也可以在水裡或是其他物質中傳波,就像你在火車來之前就可以先在鐵軌上聽到火車的聲音,那麼你知道以下者記種物質,他們傳波聲音的速率誰比較快呢?依大小排順序
1.水中的音速
2.鐵軌的音速
3.空氣中的音速
解答
A:
答案:順序為2Þ1Þ3

在空氣中的音速大家比較知道,大約每秒340公尺。 而水中的音速大約為每秒1500公尺。 而在鐵上的音速更可以到達每秒5000公尺的距離。 那麼為什麼金屬的傳波音速為什麼那麼快呢? 因為音波是藉由物質的震動而傳輸的,而在越硬的地方震動的頻率越高,所以在越硬的地方,傳波音速就會越快。
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Q:
磅秤的讀數哪種較大呢?
 大家小的時候應該都有玩過一種橡皮球吧,當這種橡皮球彈到地面的時候會反彈的很高,那如果今天我們利用兩種不同的球從磅秤上方同高度處放下,一種是會反彈的橡皮球,另外一種則是完全不會反彈的球,那麼請問一下,哪一種球可以讓磅秤的讀數最大呢?
1.橡皮球
2.不會反彈的球
3.都一樣
解答
A:
答案:選1

因為當不會反彈的球掉落到磅秤上時,磅秤上所要承受的是球的從上方掉下來時所產生的位能而已,但是對於還會反彈上去的橡皮球,磅秤不但要承受他的動能外,還要給他一份動能使它能夠反彈上去,所以橡皮球下的磅秤讀數會來的比較大。。
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Q:
作用在噴射機之隔板上的力大小為何?
隨著科技的日新月異,交通工具越來越方便,速度上也越來越快,但是潛在的危機也越來越大,飛機事故通常是最悲慘的,例如1985年日航巨無霸客機墜機事件,事故發生的原因是由於為在後部的壓力隔板遭到破壞,而導致墜機。現在請問你一下,你知道巨無霸噴射機的壓力隔板需要承受多大的力量呢?
1.200公斤
2. 2公噸
3. 20公噸
4. 200公噸
解答
A:
答案:選3

飛機飛行到高空中的大氣壓力是0.6左右,在這麼低的氣壓中,因為空氣中的氧氣不足,所以人會受不了。 因此,飛機內的氣壓必須維持在0.8左右,所以造這樣來看,飛機在高空飛行時,應該是一直保持在膨漲狀態。 所以機體就是以承受這樣的壓力而製造的。

那我們來算一下壓力隔板所要承受的壓力吧!!飛機後方的壓力隔板面積為十平方公尺,而對一平方公尺一大氣壓時大約十公噸,所以壓力隔板所要承受的力量為 (0.8-0.6)×10 ×10 =20公噸
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Q:
抽掉裝有水的容器裡的空氣
將一個容器裡面裝一點的水,然後將這個容器裡的空氣給抽出來,請問你在抽出了裡面的空氣後,裡面的水會有什麼樣的改變呢?
1.水沸騰
2.水凍結
3.沒有改變
解答
A:
 答案:選2

當裡面的空氣被抽走的時候,此時內部的壓力減小,水會變成水蒸氣,但是有一個非常重要的地方,就是當水要變成水蒸氣的時候會吸收大量的熱量,這個時候就會造成剩下的水溫度不斷的下降最後到達冰點結成冰。
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Q:
撐竿跳的高度
每一種運動都有一個世界紀錄,也就是這個運動的極限,而撐竿跳的極限大約在六公尺多一點,你覺得以後撐竿跳的世界紀錄如果再被打破的話,最高的極限會到哪裡呢?
1.不超過八公尺 2.十公尺左右
3.現在六公尺多就是極限了
4.可無限延伸
解答
A:
解答:
其實撐竿跳是一種將選手本身的動能轉變為位能的一種運動,所以一開始選手跑步的速度就幾乎可以決定能跳的高度了,而因為選手跑的時候還要拿著竿子,所以能跑到最高的速度大約為9 在利用動能轉會成位能Þ可以求出h大約等於4.1m ,然後再加上選手可以利用竿子彎曲時的彈力來改變重心的高度,以及其他的一些技巧,就可以到跳出六公尺的高度了。
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Q:
拉出真空中的注射管
將注射管前端加上套子讓注射管變為封閉的,再將注射管中的空氣完全抽掉,始裡面變為真空狀態,然後慢慢地把活塞往外面拉,當抽出的距離為原本的三倍時,需要花多大的力量呢?
1.相同力量就可以了
2.三倍的力
3.六倍的力
解答
A:
 答案:選1

因為注射管的裡面為真空狀態,真空狀態就表示裡面的壓力為零,與體積無關,那麼不管你怎麼拉都不需要在增加力量就可以了。

但是如果一開始注射管裡有空氣的話那麼情況就大不相同了,這時候因為管裡的體積漸大,所以裡面的壓力漸減,此時就需要更大的力量才可以把活塞往外拉了。
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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。