這是一個從網路流傳影片所聯想出來的作品。大家只要在YouTube搜尋「牛奶糖 椰子」就有。這是一個科展的比賽,也就是說,我們應該把這個作品當做是「矛與盾」的「研究報告」;而不是單純想把牛奶糖刺入椰子殼的「挑戰」。只是它的特色在於「軟矛vs.硬盾」。作者們利用了巧妙的研究方式,再加上合理的推論,告訴大家而種情況下,牛奶糖真的可以刺穿椰子殼。

 

 

X博士摘要說明】

1.  先用身邊容易取得的材料試試看,幫助自己了解研究的可行性。
2.  製作發射平台,控制每次牛奶糖發射的力量。
3.  不太容易拿一大堆椰子殼來做實驗,作者們用蠟塊建立一套測量標準來取代椰子殼。
4.  改變牛奶糖形狀(包括錐形的尖端角度、角錐形狀、角錐高等等)撞擊力道等等變因,來找出對蠟塊產生最大傷害的組合。
5.  最後再用真的椰子殼來驗證結果。

 

 

50屆科展物理科作品
題目:以柔克剛當牛奶糖撞上椰子
作者:嘉義縣朴子市朴子國民小學同學

 

【摘要(原文)

在網路影片看到軟軟的牛奶糖竟然能刺破硬硬的椰子殼,剛開始我們有點懷疑,經過實際測試後,發現牛奶糖真的能刺入椰子殼,網路影片不是造假,哇,果真以柔克剛。我們的研究中,先設計實驗平台以及實驗方法,實驗中發現不同的撞擊力量、牛奶糖不同頂角角度、不同頂角尖銳程度、牛奶糖與硬物不同的接觸點數、不同角錐形狀,都會影響牛奶糖刺入硬物的深淺。牛奶糖要刺入椰子殼內,頂角角度不能太大,60 度的頂角只能撞凹椰子綠色外果皮,我們算出牛奶糖四角錐的頂角30 度達到秒速5.4 公尺(時速約19.4 公里),或頂角45 度達到秒速6.6 公尺(時速約23.8 公里)都能刺破椰子殼的內果皮硬殼。

 

X博士步驟說明】

為了控制每次牛奶糖發射的力量,作者們自己製作了一個發射器。

投影片1  

把牛奶糖固定在發射器上,對著準備好的蠟塊發射。

投影片2  

作者們用2種方法來制訂蠟塊受損的測量標準:
把鹽倒到蠟塊的洞裡,再把鹽倒出來看看有多少克。
同學爸爸提供牙醫用的塑模粉,用塑模粉把蠟塊上的洞補滿,凝固後可以取出來,就可以輕易看出孔洞的形狀。

下圖就是牙醫用的塑模粉做出來的孔洞形狀。

投影片3  

接下來作者們做了一連串的實驗,跟牛奶糖比較有直接關係的有
1. 牛奶糖角錐頂角角度。

投影片4  

2. 牛奶糖角錐尖銳度(把尖端切成小方塊)

pic5  

3. 牛奶糖角錐高度。

投影片5  

4. 牛奶糖角錐數量(接觸點數目)

投影片6  

5. 牛奶糖角錐形狀。

投影片7  

原本作者們以發射器後拉的距離代表發射力量,之後進一步在發射器上黏上雷射筆,以攝影機拍攝光點移動,進而推算牛奶糖發射時的速度。

投影片8  

最後換上真正的椰子殼驗證整理後的結果

發現牛奶糖角錐為:
1. 30度四角錐、速度大於5.4(m/sec)
2. 45度四角錐、速度大於6.6(m/sec)
就可以讓椰子殼有裂傷。

投影片9  

 以下是評審給的評語

投影片10    

 X博士評語】

大家要注意X博士摘要第1點,先用身邊容易取得的材料試試看,這點相當重要。很多同學都有很多實驗的想法,但想法未必可以順利實現。在大費周章準備正式實驗裝置與器材之前,最好能用身邊容易取得的材料,用較小的規模來先試試看,知道實驗有希望成功,再繼續深入研究下去。

這實驗在統計部分的結果,可能在實驗之初就可以預測的到。作者們充分考慮了可能影響實驗的每一個變因,逐一進行實驗後也得到了一個合理的結果。而實驗過程中針對較不易測量的一些物理量,利用鹽與牙醫塑模粉這些巧思,做出合理的測量,也是值得讚許的部分。