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物理世界-力學

力學是物理學的一個分支,主要研究能量和力以及它們與物體的平衡、變形或運動的關係。伽利略的自由落體運動規律,以及牛頓的運動定律皆奠定了動力學的基礎。力學主要可分為古典力學及量子力學,古典力學主要研究低速或靜止的宏觀物體,探討物質的運動和彼此之間的交互作用,小至質點,大至星系、宇宙;量子力學應用範圍較廣,主要是描述微觀之物(分子、原子、次原子粒子)的理論。

科氏力大型咖啡杯

科氏力大型咖啡杯

按照解說人員的指示,依序進入咖啡杯坐定,在咖啡杯開始轉動之前,先觀察地面小球直線滾動的軌跡,在咖啡杯達到穩定轉動之後,再觀察小球在地面滾動的路徑,和先前有無差異?若有,這個改變是真的還是假的?在轉動之前,解說人員讓中央垂降的「佛科擺」開始擺動,開始轉動之後,觀察擺動平面有無變化?若有,這個變化是真的還是假的?這些變化都是「科氏力」造成的,而這個「科氏力」是一個真實的力嗎?離開咖啡杯之後,到欄杆外面觀賞銀幕上的四分割畫面,看別人在體驗時,滾球路徑或單擺平面從「轉動座標系」和「靜止座標系」觀察的差異。

電力回生系統

電力回生系統

本展品裝設台達提供的「電力回生系統」,以回收剎車能量再利用。以往的動力設備透過煞車電阻來消耗能量以達到減速目的,但這個過程除了浪費能量,也容易過熱,台達的系統會讓馬達在煞車過程中轉變為發電機,將煞車能量轉換成電能,傳輸回電力系統再利用,以達到節能環保的效果。

忠實的牛頓擺

忠實的牛頓擺

牛頓擺看來簡單,就是五個小球彼此互撞,但它其實有很多種展示方法,可以測驗你對「能量」和「動量」的瞭解!一個小球拉起來撞回去,是撞飛一個球,還是撞飛四個球?為什麼?兩個球拉起來撞下去,會怎樣?到三個球和四個球,就真的需要思考了!另外從兩邊各拉起一個球,撞下去會不會彈回去?如果會彈起來,那是因為小球「撞牆」的緣故,還是因為左右小球彼此能量互換?要怎麼測試才會知道?右邊的五個球質量一樣,但是都較輕,左邊的五個球質量不同,在這些系統中,重複以上過程,會有什麼結果?

善變的混沌擺

善變的混沌擺

轉動中央的旋鈕,讓T字形的下方支臂朝上垂直,等到所有的短桿都靜止了,放鬆旋鈕讓支臂開始落下並旋轉,多做幾次,設法將開始的狀況調到幾乎一模一樣,看後續的擺動會不會相同?也可以從不同的角度開始,觀察如果將開始的狀況調到幾乎相同,後續會不會相同?是否每次實驗在初始狀況中,都會有微小的差異存在?

2021 / 03 / 18 更新

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