物理組

妙妙圈垂直自由落下漂浮時間之探討

作者 駱奕、張祐維、張崴智

指導老師 劉國棟老師

摘要

  妙妙圈(slinky)是一種預力彈簧,未伸展時彈簧會聚合並且需要外力才能將其分開。將其上端懸吊,重力會使彈簧局部分開,釋放其上端後,下端會在空中懸浮一段時間,直到上端逐漸向下聚合並與下端聚合段接觸時,整體才開始落下。在既有的權威研究中,認為懸浮時間是縱波從上端傳遞到下端的所需時長。
  本研究以光電計時器精密測量懸浮時間後發現,懸浮時間與縱波所傳遞時間並不相符,反而與聚合段的落體時間吻合。為此,我們推導了在妙妙圈下方懸掛重物後,聚合段的落體時間,並與實際測量的漂浮時間比較,發現兩者完全一致。

  這結果除了顯示彈簧下端的開始移動確實並非縱波傳遞所造成,而且本研究所推導出彈簧下端漂浮時間的公式確實正確可用。