如果將橡皮筋裝在船上,會不會也像橡皮筋動力車一樣前進,並討論製作難度更高的橡皮筋動力船可行性,我們先將研究範圍侷限於動力在船尾後方,製作了橡皮筋動力螺旋槳船。

 

X博士摘要說明】

  1. 探討螺旋槳在船尾不同截面位置對橡皮筋動力螺旋槳船行進距離的影響。
  2. 探討螺旋槳在船底前後不同位置對橡皮筋動力螺旋槳船行進距離的影響。
  3. 探討船身形狀不同對橡皮筋動力螺旋槳船行進距離的影響。

 

第 53 屆 國小物理科作品

題目:衝衝衝-橡皮筋動力螺旋槳船

作者:新北市三重區集美國民小學的同學們

 

【摘要(原文)

我們的實驗目的主要是探討影響橡皮筋動力螺旋槳船在水面航行距離的因素為何?瞭解其相同船身、相同重量且動力相同時改變螺旋槳的位置、船身重心、不同樣式與大小的螺旋槳、船型樣式的各種變化來瞭解影響橡皮筋動力船的行進距離等因素,並針對改變螺旋槳吃水深度的不同、船身的形狀對行進距離影響進行實驗與探討,來驗證我們的想法,藉此充份掌控一些符合節能的動力船艇技巧,並加以利用與了解。

X博士步驟說明】

  • 槳葉轉軸安裝

 投影片2

  • 探討船槳槳葉在船尾截面不同位置對橡皮筋動力螺旋槳船行進距離的影響

船槳離水面相同距離的船行進距離比較:船槳在船體中間主體部份與在船體兩側的,第二類船槳、第五類船槳、第八類船槳,船行進距離較遠。

投影片3

  • 探討船槳槳葉在船底前後不同位置對橡皮筋動力螺旋槳船行進距離的影響

投影片4

船槳在船體外離船底邊緣愈遠,船的行進距離愈近:第一類槳葉行進距離<第二類槳葉行進 距離><第三類槳葉行進距離<第四類槳葉行進距離。

船槳在船體下方離船底邊緣愈遠,船的行進距離愈近:第六類槳葉行進距離<第五類槳葉行 進距離<第四類槳葉行進距離。

 

  • 探討船身形狀不同對橡皮筋動力螺旋槳船行進距離的影響。

投影片5

行進距離:船頭為三角柱體 > 船頭為五邊形柱體 > 船頭為類半圓形柱體 >船頭為等 腰梯形柱體 >船頭為方形柱體>船頭為雙三角形柱體。

 

數據分析與結論

  • 螺旋槳若使用太薄的材質,容易產生亂流。
  • 螺旋槳若使用太軟的材質,槳葉的行進距離及方向均不理想。
  • 螺旋槳的轉速若增快(例如:橡皮筋轉得圈數增多很多),行走距離比原推估的距離還遠,推論:轉速越高 槳葉角度相對的要越小, 槳葉角度越小 相對的推力也越大。
  • 一般小船的船用螺旋槳有一個適合高推力低船速耐撞擊的螺旋槳,此槳 葉較厚,槳葉粗短;反之則轉速較高,會使用很薄較修長及小角度的槳葉。

 

以下是評審給的評語

投影片6

X博士評語】

橡皮筋動力螺旋槳船的移動是用轉軸轉動的方式來扭轉橡皮筋,待橡皮筋轉緊放鬆時釋出的彈力當動力,帶動螺旋槳使船前進,沒想到有很多因素都能影響船前進的距離,可以說是一項有趣的實驗作品!