PDF《科别：物理科》

(三) 试用结果:因为保力龙球很轻,只需要有微小的风吹入管内,保力龙球就能立即漂浮 上升,所以灵敏度很高,而且管子的入风口半径小於

1 公分,因此可以测 量到固定的小面积的风力,另外的优点是管口可以随时调整成任何角度, 对於风的方向可以很明确的显示出来.因此我们认为是很适用的风力测量 仪器.我们就以此风力仪做为本研究的测量仪器.

2 问题

(三)气体流经迎风面不同的阻碍物时,风力的分布情形也不同吗? 研究方法: (1)我们以同样宽度的厚纸板做成下列不同形式的迎风面纸板:平面式 、凸面式 、凹面式 、尖圆凸式 、尖角凸式 . (2)在阻挡物的前方、侧方、后方等各个位置点测量风力,风力的大小判断, 时间越短表示风力越强,反之时间越长表示风力越弱.在测量点表示出 时间及方向. (3)以线段的颜色表示风力的强弱(橘色表示小於

2 秒,绿色表示

2 至3秒,浅蓝色表示

3 至4秒,粉红色表示

4 至5秒,红色表示

5 至6秒,深 蓝色表示

6 至8秒,黄色表示

8 秒以上.)以箭头表示风向. (4) 在同一水平的各测量点中,将风力最强的各点以有颜色的珠针标识出来, 将各珠针连线即可表示风力分布型态的代表线. 结果:1.各种造型的风力分布情形如表

(一)→表

(五) . 2.在阻挡物之前以正中间的风道最慢,往外则越来越快,在阻挡物边缘的风道最 快,再往外则又变慢,形成如下图

(四)所示的样式: 3.五种造型的阻挡物互相比较他们最快的风道,以尖角凸式造型 的风速最快. 4.五种造型的阻挡物互相比较他们最慢的中央风道,发现以 形状的风速最慢. 5.由强度相同的风受阻挡后,风力强而变弱的衰败情形(由风力线最弱的秒数→ 风力线最强的秒数)比较,我们发现以锐角造型 的衰败值最小,而以凹面 造型 的衰败情形最为严重,如下表: 造型 A B C D E 最强风力 秒数 1.75 1.73 1.53 1.72 1.67 最弱风力 秒数 7.00 5.00 4.53 10.4 18.23 风力衰败 值7-1.75= 5.25 5-1.73= 3.27 4.53-1.53 =3.0 10.4-1.72 =8.68 18.23-1.67 =16.56 名次

3 2

1 4

5 【衰败值最小者为名次 1】 6.风速最快值偏离最快风道的距离以 造型只偏离

2 格(4 公分)为最少,以~造型偏离

4 格(8 公分)为最大,如下表:

3 4

5 6

7 8 造型 A B C D E 偏离 距离

3 格6公分

2 格4公分 2.5 格5公分

4 格8公分 3.5 格7公分 名次

3 1

2 5

4 【以偏离距离最少者名次为 1】 7.各造型阻挡物后方的无风区宽度以平面~造型为最宽

9 格(18 公分) ,以锐角 造型 和 造型的宽度最窄只有

4 格(8 公分) ,而长度则以 造型最长达

15 格(30 公分) ,以造型 状的

10 格最短,若以上图中涂色的无风区面积做 比较,则以平面造型~状的为最大,锐角状造型 为最小,如下表: 造型 A B C D E 无风区 宽度

6 格12 公分

4 格8公分

4 格8公分

9 格18 公分

6 格12 公分 无风区 长度 12.5 格25 公分

10 格20 公分

11 格22 公分

13 格26 公分

15 格30 公分 无风区 面积 约55 格240平方公分 约32 格128平方公分 约31 格124平方公分 约82 格328平方公分 约75 格300平方公分 名次

3 2

1 5

4 注:每格面积为 2CM x 2CM=4CM2 我们的怀疑:从实验中我们发现无风区的面积大小差别很大,无风区的面积大小是否可 以做为在气流中阻力大小的依?於是我们就取无风区面积为 124CM2 的 造型,及无风区面积 240CM2 的 造型和无风区面积为 328CM2 的~造型做了气体阻力测量的实验,以验证我们的怀疑. 研究方法:用同一台四轮车在车上同一位置,先后固定上述三种不同造型,并在车上载 重200 克,置於风洞前,测量被气流吹动的平均距离. 结果: