－神奇的橘子皮－

－神奇的橘子皮－ 时间就是金钱,效率就是生命, 摘 要 本研究運用自行設計製作的器材,測量風力吹襲風車之承受力量大小。同時探討風扇扇葉裝置的角度和扇葉多寡是否影響轉動速度,最後探討擾流板對整體風車的影響。經實驗研究後,發現, 一、利用大型工業用的電風扇所吹出的固定風量可以對不轉動的風扇造成彈 簧秤約60-140公克重的施力效果,而轉動的風扇則可減少約20,以上 的力量,施力,效果。另外,扇葉裝設的角度也影響受風力量的大小, 扇葉越平行風向,氣流越能順利通過,風車承受的力量就愈小。 二、風車風扇角度在45?以內時,風車旋轉速度較快。另外,從2、3、4、5、 6扇葉風車與轉速關係實驗,發現將扇葉角度固定在40度和80度的風 車實驗,扇葉數設置的多寡不致影響轉速太大,而扇葉角度固定在10? 的風車實驗數據卻有明顯差異。 三、從「導流板位置及大小對風車轉向因素探討」的實驗發現,六扇葉風車較 二扇葉風車容易有不停旋轉、不穩定的情況,當擾流板高度逐漸加高, 六扇葉和二扇葉風車一樣都有偏轉晃動角度變小,較為穩定的情形。另 外,不管導流板端到風車端的距離是否縮短,導流板高度、長度的增加 均能有效降低六扇葉和二扇葉風車的偏轉晃動角度。 唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 壹、研究動機, 近年來,節能減碳的觀念在政府的推動下社會 蔚為一股風氣,尤其在油源日益枯竭、油價波動頻 繁的時代,風力發電更是一種可行的替代能源之 一。河濱運動公園旁的節能路燈,就是同時結合太 陽能及風力發電,令人好奇的是風力發電的原圖 河濱運動公園旁的風力發電機 理,根據搜尋資料,它主要靠風力對葉片產生旋轉動力,來帶動發電機發電。為了更進一步瞭解風車受力轉動的機制,我們利用教室廢棄的電風扇設計了幾種實驗裝置來探討模擬風車轉動的情形。 貳、研究目的, 想法,經由我們實地到台灣西濱海岸觀察風力發 電,發現風力發電的葉片設計不簡單,除了整體風扇會 轉動外,風車的扇葉,轉動面,也可以隨著風向不同而 改變角度方向,再仔細觀察它的構造,發現大型風扇後 面上頭還有一塊垂直的方位板子,右圖,。我們想,風扇之扇葉數量與垂直受風面夾角大小會影響轉速嗎,於是,主要探討問題有,,關鍵詞說明,垂直受風面, 一、風車轉動時風扇,軸心支撐架上,會承受多大的力, 唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 二、風扇扇葉與垂直受風面夾角角度與轉速大小的關係為何, 三、風扇扇葉數量是否會影響轉速, 四、導流板位置及大小對風車轉向影響因素的探討。 參、研究設備器材, 照相機、電子轉速測量器、電風扇、彈簧秤、彈簧、軸承、木條、鋁罐、 竹筷子、珍珠板 肆、研究過程, 問題一、風車轉動時風扇,軸心支撐架上,會承受多大的力, 實驗步驟, 1.運用彈簧受力伸展的原理,製作一座「受風力大 小支撐架」,見附件,各項實驗裝置說明,,如照 片7,照片18,。 2.將風車轉軸固定住,使其無法轉動,之後運用已照片1 受風力大小實驗裝 經製作完成的調整不同扇葉角度,10?,20?,30置 ?,40?,50?,60?,70?,80?,的八種六葉的風 扇,開關大型工業用電扇產生固定風量,觀察記錄 其受力大小。 3.同樣做法,但風車轉軸不固定,讓風車扇葉可以轉 照片2 利用彈簧秤測量唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 下降1公分的受風力 时间就是金钱,效率就是生命, 動,觀察記錄不同扇葉角度的風扇在受風後的彈簧伸長量和換算對照之 彈簧承受力。 4.將記錄彈簧下降伸長量,公分,,對照彈簧伸長公分數,測出彈簧秤施力 大小。 實驗結果, 1.轉軸固定,不同扇葉角度,受風後的彈簧伸長量和換算對照之彈簧承受 力,,一, 扇葉角度 10? 20? 30? 40? 50? 60? 70? 80? 拉長,?, 9.2 8.6 8.1 7.3 6.5 5.4 4.6 4.0 受風大小 138.0 129.0 121.5 109.5 97.5 81.0 69.0 60.0 2.由,表一,數據顯示,轉軸固定,風車卡住不轉動時,相同風力吹襲, 則扇葉越垂直風向,扇葉角度10?,,風車承受的力量就愈大,扇葉越平 行風向,扇葉角度80?,,風車承受的力量就愈小。 3.作圖,圖一,,發現扇葉角度的變化與受力關係呈現反比例。 :克: 150 100 50 0 10度20度30度40度50度60度70度80度 圖一:風車不能轉動風扇不同夾角受風後的承受力 唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 4.轉軸不固定,不同扇葉角度,受風後的彈簧伸長量和換算對照之彈簧承受 力,,表二, 風扇角度 10? 20? 30? 40? 50? 60? 70? 80? 拉長,?, 8.6 7.5 6.3 5.5 4.7 4.2 3.3 3.0 受風大小 129.0 112.5 94.5 82.5 70.5 63.0 49.5 45.0 5.由,表二,數據可以看出,當轉軸不固定,風車能自由轉動時,各種不同扇葉角度風車受到相同風力吹襲時,風車承受的力量比較轉軸固定風車不轉動時的力量普遍減小,可見風扇的轉動可以分散受風力,也就是風力的動能轉化成扇葉的轉動能。 6.作圖,圖二,,發現轉軸不固定風扇可以轉動的情況下,和轉軸固定風扇不轉的情形一樣,扇葉角度的變化與受力關係呈現反比例,也就是扇葉角度愈小,風車承受的力量反而大。 :克: 150 100 50 0 10度20度30度40度50度60度70度80度 圖二:風車能轉動風扇不同夾角受風後的承受力 7.整體而言,大型工業用的電風扇所吹出的風量可以對不轉動的風扇造成彈簧 秤約60-140公克重的施力效果,而轉動的風扇則可降低約20,以上的力 量,施力,效果,表三,,也就是可以轉換成轉動能量,其中,風扇角度10唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, ?,幾乎垂直受風面,及20?時,風車轉不轉動所減少的受力比例只有6.5 ,和12.8,,而風扇角度50?、70?及80?時,減少 的受力比例則高達25,以上,尤其風扇角度70?, 減少的受力比例則高達28.3,,這樣的結果可以說 明風力發電機的扇葉角度大約都是設定在70?左右 ,照片3,。 照片3風力發電機的扇葉角度 風扇角度 10? 20? 30? 40? 50? 60? 70? 80? 不轉動時受力,公克, 138.0 129.0 121.5 109.5 97.5 81.0 69.0 60.0 轉動時受力,公克, 129.0 112.5 94.5 82.5 70.5 63.0 49.5 45.0 減少受力,公克, 9.0 16.5 27 27 27 18 19.5 15 佔原有百分比 6.5, 12.8, 22.2, 24.6, 27.6, 22.2, 28.3, 25, ,表三, 問題二、風扇扇葉與垂直受風面夾角角度與轉速大小的關係為何, 實驗步驟, 1.製作一座「風車測速支撐架」,見附件,各項實 驗裝置說明,,照片14,,並在支撐架轉軸上放 入不同扇葉角度,10?,20?,30?,40?,50?, 60?,70?,80?,的八種六葉的風扇,風車與大 型電風扇成一直線,距離2公尺。 照片4 風車轉速實驗裝置 唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 2.在八種六葉風車的其中一扇葉背面貼一小張反光紙,再將電子轉速測量器架在相機腳架上置放於支撐架後,離反光紙約60公分,。調整轉速器位置,使轉速器可以接收反射回來的紅光,照片4,。 3.每種六葉風車均測量5次,然後分別算出八種風車每分鐘受相同風力吹襲的平均旋轉圈數,風車轉速,。 實驗結果, 1.在電風扇固定風量與八種6葉風扇距離200公分條件下,所測得不同角度扇葉的風車每分鐘平均旋轉圈數,,表四, 角度 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 平均 10度 587 614 631 631 633 619 20度 821 834 833 836 840 833 30度 836 860 870 845 848 852 40度 671 697 692 701 695 691 50度 489 491 499 486 479 488 60度 417 452 436 441 443 438 70度 344 359 363 345 340 350 80度 232 240 229 244 249 239 2.從表四發現 6扇風扇的風車受到相同風力吹襲時,其中扇葉角度成30度的風車旋轉最快,每分鐘平均旋轉852圈,扇葉角度80度時旋轉最慢,每分鐘平均旋轉只有239圈,兩者差距頗大高達3.5倍,圖三,。 3.從作圖三可以看到風車風扇角度在10度至40度時,風車旋轉速度較快,達每分鐘旋轉600圈以上,而風扇角度在50度至80度時,風車旋轉速度逐漸降低,至80度時只有239圈,這樣的情形對照實驗一的受風力實驗,扇唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 葉角度在30?至80?時減少的受風力比例在20,以上,轉動的風扇降低的施 力做為轉動力量的說法似乎有所矛盾,經過老師與我們討論後認為,減少的 受風力雖然可以轉為旋轉風扇的力量,即轉動能,,但效率不高,大多數散 失的垂直受風力還是在扇葉角度的逐漸增加中,通過越來越大的空隙流失 掉,而沒有辦法有效的完全轉變成轉動能,所以從扇葉角度30?至80?,風 扇的轉動速度卻是逐漸下降。 :圈: 1000 800 600 400 200 0 10度20度30度40度50度60度70度80度 圖三:6扇風車受到相同風力吹襲風扇不同夾角每分鐘的轉速 問題三、風扇扇葉數量是否會影響轉速, 實驗步驟, 1.製作扇葉數量分別是2扇葉、3扇葉、4扇葉、5扇葉及6扇葉的五種不同風車,且扇葉角度都調整為40?,放在風車測速支撐架轉軸上,測出五種不同扇葉數量風車,每分鐘受相同風力吹襲的平均旋轉圈數。 2.同樣方法,再分別製作扇葉角度在10?和80?的2扇葉、3扇葉、4扇葉、5唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 扇葉及6扇葉的五種不同風車,並記錄觀察比較三種不同角度條件中的風扇扇葉數量是否會造成轉速的不同。 實驗結果, 1.在電風扇與風扇距離200公分,扇葉角度40?情況下,2扇葉、3扇葉、4扇葉、5扇葉及6扇葉的五種不同風車,每分鐘旋轉圈數,轉速,為, 葉扇數 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 平均 2扇 670 657 706 689 698 684 3扇 709 720 708 691 701 706 4扇 613 638 627 633 651 632 5扇 616 625 626 623 640 626 6扇 671 697 692 701 695 691 2.同樣情況下,扇葉角度改為10?時,2扇葉、3扇葉、4扇葉、5扇葉及6扇葉的五種不同風車,每分鐘旋轉圈數,轉速,為, 葉扇數 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 平均 2扇 1225 1226 1220 1226 1200 1219 3扇 1060 1089 1068 1075 1081 1075 4扇 844 884 884 836 862 862 5扇 851 857 859 965 849 856 6扇 587 614 631 631 633 619 3.同理,扇葉角度改為80?時,2扇葉、3扇葉、4扇葉、5扇葉及6扇葉的五種不同風車,每分鐘旋轉圈數,轉速,則為, 葉扇數 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 平均 2扇 260 253 259 254 250 255 3扇 249 246 246 246 248 247 4扇 219 224 222 226 224 223 5扇 226 231 227 232 229 229 唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 6扇 232 240 229 244 249 239 4.由以上數據可以看出,風扇扇葉角度10度,兩葉扇的風車,每分鐘平均旋轉1219圈,六葉扇的風車卻只轉619圈。而扇葉角度40度和80度的風車,葉扇數多寡不會影響其轉速太大,扇葉角度40度的風車轉速都在6、7百圈,分,數據略有震盪上下,但相差不到100圈。而扇葉角度80度的風車轉速都在200至250圈,分,數據變化更小,圖四,。 1400圈/分 1200 1000 80010度 60040度 80度400 200 0 2扇3扇4扇5扇6扇 圖四:風扇不同夾角及不同葉扇風車受到相同風力每分鐘轉速 5.由以上實驗發現,固定風量吹襲時風車扇葉多寡與轉動速度無關,2扇葉、3扇葉、4扇葉、5扇葉及6扇葉的五種不同風車差異不大,但是在扇葉角度10?情況下卻有明顯差異,可能原因為角度10?時,扇葉數目增加但扇葉面積卻重覆遮蓋,且扇葉數目增多亦增加風扇重量,導致轉速明顯下降。而扇葉角度40?及80?時,間隔加大而能「循序」置入扇葉,不像10?時,增加的扇葉都以近乎垂直受風的方式,10?,重疊面積無法有效造成氣流旋轉風扇。而唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 扇葉角度80?可斜身側放大間格時,增加的扇葉所置放位置較平均,可以生成氣流較平穩,風車轉速較穩定不會有大變化。 6.因此,我們認為「大型風力發電機」扇葉角度約60度的裝置設備,風車轉速穩定,亦不需要增加扇葉,所以是三個扇葉的設計。 問題四、導流板位置及大小對風車轉向影響因素的探討。 實驗步驟, 1.製作一「導流板風向實驗架」,如右圖,,使 導流板端長為35公分,風車端長為17.5 公分。 照片5 導流板對風車轉向實驗裝置 2. 取長固定15公分,寬分別為4、6、8、10、 12、14、16公分的珍珠板7塊,以及寬10 公分,長分別為6、9、12、15、18、21、 24公分的珍珠板7塊,做為探討不同因素之 導流板用。 3.利用長尾夾及橡皮筋將珍珠板導流板固定在 照片6 用橡皮筋固定尾夾及珍珠板 圓柱木末端,照片6,。 4.風車端則分別放6扇葉及2扇葉的風車,扇葉角度均為40?,,先將風車及導流板整體與風向成垂直,電風扇與風車距離取為3公尺,,鬆手後觀察整體風車的轉向情形並加以記錄。 唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 5.將距離條件變化,改變導流板端為25公分,風車端為5.5公分,依前面步驟 觀察不同導流板及不同葉扇整體風車的轉向情形。 實驗結果, 1.【導流板端長為35公分,風車端長為17.5公分】的導流板風向實驗架,當 導流板長度相同,固定為15?,,高度不同對風車偏轉角度,轉向,的影響 情況如下,,表一, 六扇葉風車 二扇葉風車 導流板 導流板高度 導流板面積 長度 偏轉角度 偏轉角度 4? 60 不停旋轉 30度 6? 90 不停旋轉 左右15度 8? 120 不停旋轉 左右10度 15? 10? 150 左右20度 左右10度 12? 180 左右20度 左右10度 14? 210 左右10度 左右10度 16? 240 左右5度 左右5度 2.【導流板端長為35公分,風車端長為17.5公分】的導流板風向實驗架,當導流板高度相同,固定為10?,,長度不同對風車偏轉角度,轉向,的影響情況如下,,表二, 六扇葉風車 二扇葉風車 導流板 導流板長度 導流板面積 高度 偏轉角度 偏轉角度 6? 60 不停旋轉 0度 9? 90 左右60度 0度 12? 120 左右40度 0度 10? 15? 150 左右10度 0度 18? 180 左右10度 0度 21? 210 0度 0度 唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 24? 240 0度 0度 3.由表一和表二數據可見,六扇葉風車容易有不停旋轉、不穩定的情況,當擾流逐漸加大面積,加高或加長,,風車偏轉晃動角度變小甚至穩定不偏轉。而板 二扇葉風車則較穩定,隨著導流板高度增加,風車偏轉晃動角度逐漸變小穩定,表一,,而導流板高度固定10?,即使長度增加、面積增大,風車仍然穩定不偏轉。 4.【導流板端長為25公分,風車端長為5.5公分】的導流板風向實驗架,當導流板長度相同,固定為15?,,高度不同對風車偏轉角度,轉向,的影響情況如下,,表三, 六扇葉風車 二扇葉風車 導流板 導流板高度 導流板面積 長度 偏轉角度 偏轉角度 4? 60 左右50度 左右20度 6? 90 左右40度 左右10度 8? 120 左右30度 左右10度 15? 10? 150 左右30度 左右10度 12? 180 左右20度 左右10度 14? 210 左右15度 左右10度 16? 240 左右10度 左右5度 5.【導流板端長為25公分,風車端長為5.5公分】的導流板風向實驗架,當導流板高度相同,固定為10?,,長度不同對風車偏轉角度,轉向,的影響情況如下,,表四, 六扇葉風車 二扇葉風車 導流板 導流板長度 導流板面積 高度 偏轉角度 偏轉角度 6? 60 不停旋轉 左右5度 9? 90 左右20度 左右5度 12? 120 左右20度 左右5度 10? 15? 150 左右30度 左右5度 18? 180 左右10度 左右5度 21? 210 左右20度 左右5度 24? 240 左右30度 左右5度 唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 6.由表三和表四數據可見,六扇葉仍然較二扇葉風車有不穩定旋轉的情況,,表三,當擾流板逐漸加高,六扇葉和二扇葉風車一樣偏轉晃動角度變小。而導流板高度固定10?,表四,,導流板即使長度增加,面積增大,,風車仍然有不穩定旋轉的情況,沒有明顯規律。 7.而對照,表一、二,到,表三、四,的數據變化,不管導流板端到風車端的距離是否縮短,導流板高度、長度的增加均能有效降低六扇葉和二扇葉風車的偏轉晃動角度。另外,風車端與導流板端距離遠,導流板面積大小比較容易影響整體風車穩定的迎向風,我們認為,這是因為氣流經風扇後產生擾動,一段距離氣流又會恢復原來的方向,所以實驗發現導流板離風車越遠,越能發揮導流功能。 伍、結論, 一、利用大型工業用的電風扇所吹出的固定風量可以對不轉動的風扇造成彈 簧秤約60-140公克重的施力效果,而轉動的風扇則可減少約20,以上 的力量,施力,效果,另外,扇葉裝設的角度也影響受風力量的大小, 扇葉越平行風向,扇葉角度80?,,氣流越能順利通過,風車承受的力量 就愈小。 二、在作風扇扇葉與垂直受風面夾角角度與轉速大小關係的實驗結果,發現唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 風車風扇角度在45?以內時,風車旋轉速度較快,每分鐘旋轉達600圈 以上,而風扇扇葉裝設角度大於45?後,風車旋轉速度逐漸降低,甚至 80?度時轉速只有不到原先一半的239圈。另外實際觀察台灣西部海濱 的大型風力發電機的扇葉角度大約都是選擇受風力量不大、旋轉速度亦 不強的扇葉裝設角度50-70?左右。 三、從2、3、4、5、6扇葉風車與轉速關係實驗,發現將扇葉角度固定在40 度和80度的風車實驗,扇葉數設置的多寡不致影響轉速太大,而扇葉 角度固定在10?的風車實驗數據卻有明顯差異,隨著扇葉數的增加,轉 素從每分鐘1200轉降至600轉,可能原因為扇葉裝設角度10?時,扇 葉較垂直受風力,以致扇葉的數目增加但扇葉面積卻重覆遮蓋,通過氣 流反而不順暢,並且扇葉數目增多亦增加了整體風扇的重量,導致轉速 明顯下降。觀察台灣西濱「大型風力發電機」扇葉角度約60度的三扇 葉裝置設備,風車轉速極為穩定。 四、從「導流板位置及大小對風車轉向因素探討」的實驗發現,六扇葉風車 較二扇葉風車容易有不停旋轉、不穩定的情況,當擾流板高度逐漸加 高,六扇葉和二扇葉風車一樣都有偏轉晃動角度變小,較為穩定的情 形。另外,不管導流板端到風車端的距離是否縮短,導流板高度、長度 的增加均能有效降低六扇葉和二扇葉風車的偏轉晃動角度。 陸、討論, 唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 一、從搜尋的資料顯示,小型風力發電機有三葉、五葉和六葉風扇類型,發 電量約在數百至數千瓦,經由實驗觀察發現,風車扇葉少,氣流大部分 直接流向風車後面,較小的導流板就可以發揮導流功能。而風車扇葉 多,氣流經風扇後除了推動風扇外大部分氣流會偏向,在風車後方較容 易產生擾動,使風車較難穩定的迎向風。然而,我們觀察運動公園旁的 小型風力發電機是六葉風扇類型,偏轉晃動情形較大,但因為風強、受 風量大,所以發電情況似乎不錯。 擾流板 圖片資料 香港機電工程署 二、風車轉速要快,風扇的扇葉設置角度不可以太大,與垂直受風面夾角在 10度至40度最佳,扇葉少、風車輕也是最好的選擇。而觀察多種類型 的小型風力發電機,扇葉角度多在50-70度間,例如運動公園旁的小型 風力發電機即是。 三、製作大型風車,例如台灣西濱「大型風力發電機」,因風扇面積大,長度 長達數十公尺,轉軸支撐架承受力相對也很大,因此若要減輕支撐架承 受力,可以碳纖維的科技技術減輕重量或是減少風扇面積或扇葉的數 量,甚至調整風車風扇與垂直受風面夾角,而西濱的大型風力發電機扇 唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 葉角度是約60度的三扇葉裝置設備。 柒、參考資料, 科學勞作,力學動力篇,,鄒紀萬著,美勞教育出版有限公司,台北市 科學勞作一點靈,張毓禎等2007,國立臺灣科學教育館,台北市 唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 附件一 各項實驗裝置說明, 1、風車,風扇,製作,將回收鋁罐去頭去尾留下側面,以模型板剪成相同 形狀,鋁板中央用矽膠黏竹筷子當風扇。將直徑3.2公分的圓木柱底面 正中央鑽洞當軸心,側面則均勻鑽6個洞。將風扇扇葉竹筷以AB膠固 定在圓柱側面的6個洞內,使6個扇葉與圓柱底面,垂直受風面,夾角 都一樣,分別完成夾角10?,20?,30?,40?,50?,60?,70?,80?的8 個風車,風車背面噴深藍色油漆,,照片7,照片10,。 照片9,運用量角器製照片10,幾種不同扇照片8,利用AB膠來照片7,相同大小的 作相同角度的扇葉 葉角度的風車,風扇, 固定扇葉角度 鋁板扇葉 2、受風力大小支撐架,先用木條釘一個長40?、寬40?、高71?的長 方體框架,框架內用四條彈簧懸掛一個邊長38?日字形架子,架子四個 角落固定10?長木條,目的是減少架子搖晃,,架子中心固定一個3.2 公分長圓柱木頭,木頭中央固定軸承及竹筷,照片11,照片13,。 照片12,四個角落掛四照片13,架子中心固定照片11,支撐架 唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 时间就是金钱,效率就是生命, 條彈簧 圓柱木頭、軸承及竹筷 3、風車測速支撐架,取一長39?寬28?夾板,兩 支55?及一支60?的廢棄拖把圓木棍,一支 11?的短木棍,釘成如照片8的支撐架,在短 木棍前端固定軸承及竹筷當風車轉軸。 4、隨風轉向實驗支撐架,取一支高45公分廢棄電 照片14,風車測速支撐架 風扇支架,兩塊3.2公分長圓柱木頭,兩 根小圓木,兩個軸承。圓柱木頭鑽洞分 別固定在小圓木一端,一組插入軸承露 出12?,以AB膠土固定軸承在電風扇 支架上當風向轉軸,另一組以螺絲固定 照片15,隨風轉向實驗支撐架 在前組圓柱木頭成90度水平,水平圓柱 木頭前端固定軸承及竹筷當風車轉軸,如照片15,,最後在電風扇支架 上裝一個角度圓盤,迎風方向為0度,反方向為負0度。 5.彈簧秤測量受風力,兩張 桌子拉開,將受風力大小 支撐架置於桌上,再將大 型電風扇置於支撐架上方 唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就, 照片16 照片17,彈簧秤測量 受風力大小實驗裝置 下降1公分的受風力 时间就是金钱,效率就是生命, ,如照片16,,用鐵絲勾住日字形架子,如照片17,,以彈簧秤測得架子下 降10公分要用150克的力,則架子下降1公分,風車支撐架平均受風力為 15克的力量。 6.風扇轉軸固定方式,用橡皮筋固定風車轉 軸,放入扇葉風車後用牙籤插入縫隙,如 照片18,,使風車受風吹襲時不會轉動, 確認後再打開電風扇,測量出八種不同扇 照片18,牙籤插入縫隙 葉角度之風車在不轉動情況下,「受風力大 小支撐架」下降的距離,再換算成受相同風力吹襲的受風力大小。相反的, 去除橡皮筋及牙籤則使風車受風會轉動,打開電風扇即可測出八種扇葉角 度風車轉動時的受風力。 唯有惜时才能成功,唯有努力方可成就,