Q:
擊碎膽結石、腎結石的裝置
從前，為了取出無法用藥溶解的膽結石、腎結石，只能進行手術。現在則已發明出使結石碎裂的裝置，不動刀也能擊碎結石。這種裝置利用的是衝擊波。想一想他什麼樣的一個裝置呢？ 解答
A:
充分利用橢圓的性質。原理如下。在水槽中設計一個旋轉橢圓體的反射鏡，一個焦點裝上衝擊波的發生，另一個焦點正下方橫躺著罹患結石的患者。之所以利用橢圓形，是因兩個焦點距離的和乃可連結出一定之點的曲線（參照作圖法）。如此一來，其中一個焦點往各個方向發出的衝擊波會在碰到橢圓邊緣時反射，全都集中在另一個焦點上。在鏡子的任何一處反射，其距離的和都相等，所以，所有衝擊波會同時擊向結石。衝擊波的能量只集中在結石上，不致傷害身體的其它部分。這就是此裝置的基本原理。
Q:
永遠行動的船有可能存在嗎？
請想像一下不需要風而永遠動下去的船。下圖中的箱子裝置是關鍵所在。正當中只有右側開了一個小門，當快速的分子撞上時，就打開讓它通過。慢的分子則無法通過。一開始，使箱子左右的溫度相同。溫度雖然相同，但因為每個分子熱運動的程度都有些差異。如此一來，快速的分子會聚集在箱子右側。於是右側的氣體溫度上升，使渦輪機轉動。喪失能量的分子回到箱子左側。由於左側箱子變冷，只好藉由海水加溫。這艘船只是將海水能量轉變為船的動能，並不違反能量守恆定律。這樣的船做得出來嗎？
解答
A:
解答：不可能。
溫度若有差別，就能抽出運動的能量，看起來乎似可行。但仔細一想，這個箱子的裝置來自熱平衝的狀態，要在左右造出溫度差是不可能的。
不過，這麼說也不充分。事實上，我們從更細微處思考，要造出這樣的氣門是不可能的。氣門本身也是物質所造，會因熱運動而振動。如果不是非常小三輕氣門，就無法辨別分子。但真要做出小到如同分子大小的氣門，氣門就會出現不規則振動，無法分別分子。如上所述，雖未違反能量守恆定律，卻違反熱力學第二定律，把這種永久性機器稱為第二種永久性機器。另外，若以小生物代替這種做出分別的氣門，則被稱為「麥克斯韋爾的惡魔」。
溫度若有差別，就能抽出運動的能量，看起來乎似可行。但仔細一想，這個箱子的裝置來自熱平衝的狀態，要在左右造出溫度差是不可能的。
不過，這麼說也不充分。事實上，我們從更細微處思考，要造出這樣的氣門是不可能的。氣門本身也是物質所造，會因熱運動而振動。如果不是非常小三輕氣門，就無法辨別分子。但真要做出小到如同分子大小的氣門，氣門就會出現不規則振動，無法分別分子。如上所述，雖未違反能量守恆定律，卻違反熱力學第二定律，把這種永久性機器稱為第二種永久性機器。另外，若以小生物代替這種做出分別的氣門，則被稱為「麥克斯韋爾的惡魔」。
Q:
為什麼暖氣要消耗比冷氣更多的電力？
如果電熱爐是一ＫＷ（＝一千Ｗ），則一秒鐘能消耗一千焦耳的熱能。這是將電能量轉變為熱能量，因為有能量守恆這個法則，所以是理所當然的事。但是，有一種空氣調節器是將比消耗的電力（電能量）還多的熱能量散發到室內。利用空調產生暖房效果時，因為是在冬天，室外溫度比室內低。請問，空調到底從哪裡得到能量？
解答
A:
解答：空調從低溫的室外空氣中吸取熱能量。
熱從高溫處向低溫處移動，這是自然現象。如果反過來移動，就不自然了。但是，利用電這些外面進來的能量，反向流動也不是不可能發生。
空調使用的是循環物質。達到暖房效果時，會急速壓縮氣體狀態的循環物質，呈現高溫，將熱釋放到室內。溫度降低的循環物質變成液體，利用室外器使其急速膨脹，此時循環物質的溫度比室外溫度低。因此，循環物質可以從室外空氣吸收熱。從這個構造看來，空調必須從低溫的室外吸收熱。換句話說，必須消耗正電能量，從室外進入的熱能才能形成暖房效果。
熱從高溫處向低溫處移動，這是自然現象。如果反過來移動，就不自然了。但是，利用電這些外面進來的能量，反向流動也不是不可能發生。
空調使用的是循環物質。達到暖房效果時，會急速壓縮氣體狀態的循環物質，呈現高溫，將熱釋放到室內。溫度降低的循環物質變成液體，利用室外器使其急速膨脹，此時循環物質的溫度比室外溫度低。因此，循環物質可以從室外空氣吸收熱。從這個構造看來，空調必須從低溫的室外吸收熱。換句話說，必須消耗正電能量，從室外進入的熱能才能形成暖房效果。
Q:
噴壺中的水如何噴出？
大家應該都有用過噴壺來澆花吧，但是你有沒有距注意過，噴壺噴嘴出來的水是怎麼樣的過程呢？ 解答
A:
解答：
噴壺裡的水壓是愈深的地方愈大。因此，從壺嘴噴出的水速度也愈大。水噴出的走向應該呈交叉狀態，如圖所示。
噴壺裡的水壓是愈深的地方愈大。因此，從壺嘴噴出的水速度也愈大。水噴出的走向應該呈交叉狀態，如圖所示。
Q:
為什麼氣流快則壓力下降？
為什麼重型巨無霸噴射機可以在空中飛？一般說法是，如下圖所示，這是因為機翼上側的氣流比下側的快，產生上升力。上側氣流快速的部分壓力縮小。這被稱為白努利定理，在流體力學中是很有用的定理之一。但是，僅僅如此說明，就能了解嗎？為什麼氣流快時壓力降低，這才是問題所在。
解答
A:
氣流快速，靠近機翼的空氣分子就會被剝離，所以壓力降低。飛機機翼上側彎曲處，即氣流快速。氣流快速，造成靠近機翼的空氣分子被剝離，空氣變薄，因此壓力降低。也可以這樣思考：這是因為機翼上側的氣體分子被快速氣流拉進所致。上升力的原因也可以經由以下的思考加以說明。。
Q:
作用反作用的矛盾
將放在地板上的物品綁上繩子。物品藉由從繩子上承受的拉力而移動。但根據作用反作用的基本定律，物品應該會以與作用於繩子相同大小的力回拉。這時，兩個力抵消，物品不動。這就是作用反作用的矛盾。
解答
A:
解：
解決這個矛盾的關鍵，必須清楚地思考到是何物從何物受到力的作用。最初的力是物品承受自繩子，接下來的力是繩子承受自物品。
對物品而言，後者的力並不是自己承受的力，和運動無關。我們只要考慮到物品以承受來自繩子的力而移動就可以了。繩子方面，因拉繩子的人出了大力，所以會移動。
解決這個矛盾的關鍵，必須清楚地思考到是何物從何物受到力的作用。最初的力是物品承受自繩子，接下來的力是繩子承受自物品。
對物品而言，後者的力並不是自己承受的力，和運動無關。我們只要考慮到物品以承受來自繩子的力而移動就可以了。繩子方面，因拉繩子的人出了大力，所以會移動。
Q:
慣性航法裝置的原理
飛機從出發到抵達目的地，為了正確掌握方向，現在使用「慣性航法」。慣性航法不受天候及電波障礙等的影響。使用慣性航法，首先必須知道每個時刻的速度，然後算出移動距離。那麼，應該如何掌握每個時刻的速度？慣性航法裝置以什麼方式測量速度？ 解答
A:
解答：
從加速度上計算一切。
慣性航法裝置完全不需要來自外部的一切情報。裝在飛機或火箭中的加度計是裝置中的核心部分。如圖所示，加速度計是由彈簧和重物組成。例如，如果正往右加速，重物就會往左移。這時只要看刻度，就可知道加速度的大小。藉此可計算出速度與移動距離。飛機上裝配的加速度計分成朝南北和朝東西兩種，藉此測量南北與東西的移動距離。
此一來，就能正確了解飛機的所在位置。如果事先將這些資料輸入電腦，就能在和飛行行程做比較的同時，正確地控制行程。
從加速度上計算一切。
慣性航法裝置完全不需要來自外部的一切情報。裝在飛機或火箭中的加度計是裝置中的核心部分。如圖所示，加速度計是由彈簧和重物組成。例如，如果正往右加速，重物就會往左移。這時只要看刻度，就可知道加速度的大小。藉此可計算出速度與移動距離。飛機上裝配的加速度計分成朝南北和朝東西兩種，藉此測量南北與東西的移動距離。
此一來，就能正確了解飛機的所在位置。如果事先將這些資料輸入電腦，就能在和飛行行程做比較的同時，正確地控制行程。
Q:
將胡蘿蔔由平衡處切開，左右重量相同嗎?
取一跟長型的胡蘿蔔用線棒起來，粗的那一邊向左，使其保持水平，平衡後，將其胡蘿蔔從線綁的地方切開，左右兩邊各秤重量，請問重量為何?1.右邊較重
2.左邊較重
3.兩邊一樣重
解答
A:
答案:選2
但是右邊較長，答案為什麼不是1呢? 因為力平衡，合力和合力矩為零，故沒有移動或是轉動的現象發生，胡蘿蔔被掛平衡時，這時候右邊的長度一定比左邊長但是因為合力矩為零，且 St =F×Dr 所以右邊的重量會比左邊來的輕。
但是右邊較長，答案為什麼不是1呢? 因為力平衡，合力和合力矩為零，故沒有移動或是轉動的現象發生，胡蘿蔔被掛平衡時，這時候右邊的長度一定比左邊長但是因為合力矩為零，且 St =F×Dr 所以右邊的重量會比左邊來的輕。
Q:
在太空中打架
兩位太空人在太空中打架，其中一個人踢了另一個人。踢人的人體重為60公斤，而被踢的人體重為120公斤，踢完之後你知道兩個人會發生什麼樣的狀況呢?1.兩個人以相等的速度分開
2.踢人的以較大的速度離開
3.被剔的人以較大的速度離開
解答
A:
答案:選2
根據牛頓第三運動定律，施力時會有作用力與反作用力，當物體受到力作用時不管是施力的或是被施力的所受到的力量皆相等，故質量小的那一方會以較大的速度離開。所以此題踢人的重量只有被踢者的一半，故踢人的會以兩倍於被踢的人的速度遠離。就好像以相同的力氣去投不同質量的棒球，輕的一顆會以較大的速度飛行出去。故選2
根據牛頓第三運動定律，施力時會有作用力與反作用力，當物體受到力作用時不管是施力的或是被施力的所受到的力量皆相等，故質量小的那一方會以較大的速度離開。所以此題踢人的重量只有被踢者的一半，故踢人的會以兩倍於被踢的人的速度遠離。就好像以相同的力氣去投不同質量的棒球，輕的一顆會以較大的速度飛行出去。故選2
Q:
地球內部的重力
假如可以挖一條穿過地心的隧道。實際上是不可能的，因為地球內部高溫高壓。假如可以的話，將一顆球從隧道的一端丟下去，越接近地球中心時，球所受到的重力如何改變呢?假設地球各處密度一樣1.變大
2.不變
3.變小
解答
A:
答案:選3
牛頓當年也曾經有過相關的困擾，當時牛頓的疑問是，地球的引力能否從縮小到地球中心這一點來計算;縮小至地球中心點的問題，牛頓後來想出了積分發法加以解決。而本題當球越接近地球中心時，來自物體地球外部的引力正好抵銷，這個時候只需要看物體到地球中心當作半徑的質心所造成的引力作用，所以越往地球中心所受到的引力會愈小，當到達地球中心時的那一煞那，所受到的引力為零，但是此時具有最大速度，當到達另外一端時，所受到的引力會變為最大，但是速度為零。
你不覺得這好像一種週期性的運動嗎?有沒有覺得很像簡諧運動呢?你自己去證明看看吧!
牛頓當年也曾經有過相關的困擾，當時牛頓的疑問是，地球的引力能否從縮小到地球中心這一點來計算;縮小至地球中心點的問題，牛頓後來想出了積分發法加以解決。而本題當球越接近地球中心時，來自物體地球外部的引力正好抵銷，這個時候只需要看物體到地球中心當作半徑的質心所造成的引力作用，所以越往地球中心所受到的引力會愈小，當到達地球中心時的那一煞那，所受到的引力為零，但是此時具有最大速度，當到達另外一端時，所受到的引力會變為最大，但是速度為零。
你不覺得這好像一種週期性的運動嗎?有沒有覺得很像簡諧運動呢?你自己去證明看看吧!
