用透明管揭開魔法的祕密?親眼見證能量守恆定律!(還能用來測量重力加速度!)

逐工攏咧做實驗,我是科學教練桑子研。

物仔愈跌愈緊,看起來好親像理所當然,毋過這背後其實藏咧宇宙上蓋神祕的規則。想欲做伙揭開「自由落體」的神祕面紗面嗎?
這擺,咱欲用逐家厝裡定定看得到的家私,共彼種看袂著、煞會一直變身的「能量」,直接變予你看!

共看袂著的力量掠過來!「透明壓克力管」實驗裝置

咱準備了一支親像魔術棒的透明壓克力管,這是在東急手創館(Tokyu Hands)買的,懸50公分、直徑3公分。共固定咧架子頂面,就變身做一座垂直的「實驗塔」囉。

這台裝置上厲害的地方,就是咱裝了兩台「BeeSpi(速度測定器)」。只要鐵珠仔對管仔頂面放落去,通過的一瞬間,速度就會被精準掠著。透過這套簡單的設備,咱毋但會當驗證「力學能守恆定律」,甚至連地球吸引物體的能量,也就是「重力加速度」,攏會當算予清清楚楚。

對管仔頂頭輕輕仔共珠仔放手,伊就會予重力Pull(phú)落去,愈衝愈緊,飛速通過彼兩個磁場。

用數字證明能量的「變身術」

這擺實驗是用細粒的小鋼珠,重量是0.00545公斤(5.45公克)。咱欲來觀察這粒鋼珠佇懸位有的「位能」,按怎隨速度愈變愈緊,慢慢化身做「動能」。

下跤是學生仔實際測量兼計算出來的寶貴數據:

有「誤差」才是科學上趣味的地方

根據這份數據,咱用頭一站0.60公尺懸度的位能當基準,算出誤差率。
當然啦,因為有空氣阻力,閣有珠仔佮管仔壁的摩擦,所以數據袂完全符合課本頂面的「理論值」。毋過,科學探究最精采的過程,並毋是欲揣一個標準答案,而是透過家己測出的數據來分析佮檢討。

咱這擺特別用心,換無仝大細的珠仔來試,閣共5次測量的結果算平均,予數據閣較有公信力。看著數據慢慢仔趨近穩定,學生仔嘛感覺非常有成就感!

逐工看著的「跋倒」抑是「物件跌落去」,其實攏是物理法則佇咧運作。用數字重新認識這个世界,你係毋係嘛覺得物理變得很心適、很有趣呢?

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