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。

 

 

第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。

 

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