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改變世界的科學定律：與33位知名科學家一起玩實驗

為了解決彈簧虎克定律的問題，作者川村康文 這樣論述：

　　「人類歷史其實就是一部科技發明與發現史。」   　　重力、浮力、動力、引力、電力、磁力…… 　　看看科學家們是如何在各種實驗中發現足以改變世界的定律。   　　從歷史入手，讓大家更容易了解此原理的來龍去脈，之後再親手進行實驗，深刻體會原理在現實中的實際運用。 　　 　　阿基米德、伽利略、牛頓、伏打、安培、歐姆、焦耳、愛迪生、愛因斯坦……跟這33位科學家一起，探討理科實驗的魅力所在吧！   　　●阿基米德——「給我一個支點，我就可以舉起整個地球」在敘拉古戰爭中，利用製作的投石機擊退羅馬海軍，同時發明了阿基米德式螺旋抽水機。   　　●伽利略‧伽利萊——天文學之父、科學之父，科學實驗方法的

先驅者之一，發現了單擺的等時性、自由落體定律、加速度的概念、慣性定律。   　　●艾薩克・牛頓——自然哲學家、數學家、物理學家、天文學家、神學家。發現萬有引力、二項式定理，之後又發展出微分以及微積分學。完成了世界知名的「牛頓三大定律」。   　　●麥可・法拉第——成功使氯氣液化並發現了苯。提出法拉第電解定律。其所最早發現量子尺寸的觀察報告，亦被視為奈米科學的誕生。   　　望遠鏡原來是這樣發明的？ 　　只靠一根吸管就能輕鬆將人抬起？ 　　用鉛筆也能做電池？ 　　從歷史上科學家的故事中，找出的101個實驗方法，實際動手來進行吧！   　　◎ 阿基米德浮體原理 　　浸在流體中的物體，僅會減輕該物體

乘載於流體的重量部分。   　　◎ 自由落體定律 　　認為物體會都以相同速度落下，即使物體較重，也不會因為重力而加速落下。   　　◎ 慣性定律 　　一個靜止的物體，只要沒有外力作用於該物體上，該物體就會持續維持靜止。   　　◎ 萬有引力 　　牛頓發現「克卜勒三大定律」適用於說明繞著太陽公轉的地球運動與木星的衛星運動的方程式，因而發現了「萬有引力定律」。   　　◎ 伏打電池 　　伏打電池是一種電力為0.76 V的一次電池。正極使用銅板，負極使用鋅板，使用硫酸作為電解液。   　　◎ 安培定律 　　「安培定律」是一種用來表示電流及其周圍磁場關係的法則。磁場會沿著閉合迴路的路徑補足磁場的積分，

補足的積分結果會與貫穿閉合迴路的電流總和成正比。補足磁場則會以線積分的方式進行。   　　◎ 焦耳定律 　　由電流所產生的熱量Q會與通過電流I的平方以及導體的電阻R成正比（Q ＝ RI 2）   　　◎ 廷得耳效應 　　當光線通過膠體粒子時，光會出現散射現象，因此用肉眼就可以看到光的行走路徑。   　　◎ 光電效應 　　振動數為V的光固定擁有hv的能量，金屬内的電子會吸收該能量，因此電子所得到的能量為hv，當可以將電子從金屬内側搬運至外側的必要能量W（功函數）較大時，電子就會立刻被釋放出來。   　　◎ LED的原理 　　LED是將P型半導體與N型半導體接合而成的物體。稱作PN接面。P型半導體

是由電洞（正電）搬運電，N型半導體則是由電子（負電）搬運電。P型的電位比N型的電位來得高時，P型内部的電洞（正孔）會流向負極，N型内部的自由電子則會流向正極。   多位科普專業人士誠心推薦（依首字筆畫排序）   　　姚荏富（科普作家） 　　張東君（科普作家） 　　陳振威（新北市國小自然科學領域輔導團資深研究員） 　　鄭國威（泛科學知識長）

彈簧虎克定律進入發燒排行的影片

小型風力發電機可變葉片角度之設計、開發與測試

為了解決彈簧虎克定律的問題，作者溫仁方 這樣論述：

為了改善能源短缺與地球暖化的問題，人們正積極地開發各類再生能源，在諸多再生能源項目中，風力發電屬技術成熟且具經濟效益。全球風力發電裝置容量快速成長，自1990 年以來，年成長率平均達到25%以上，預期風力發電機組未來將會是穩定成長，並扮演著重要的能源角色，發展潔淨再生能源亦是我國現今節能減碳政策的重要目標之一。為提升風力發電的使用效率，大型風力發電機發展已趨近飽和，對於中小型風力發電機卻有極大的發展空間，為了將中小型風力發電機推廣向一般社會大眾所使用，本論文以此設計開發為主要目標。本文設計的可動式葉片利用彈簧虎克定律去改變葉片的旋角角度，使風力發電機所能承受的風速範圍更加延伸，在高風速時，本

設計的軸心能將葉片的角度維持在額定轉速內，防止發電機損壞，發電機與葉片的工作壽命更長，設計具抗強風能力的葉片，葉片與風力發電機的損壞率降低，也減少了維修與成本，開發簡潔之機械裝置，在不同之風速環境下，研究發展小型風力發電機結構安全與最佳發電之目標。在研發過程中，面對相當多的考量參數，本研究採用實際測試的方式去紀錄結果，在完成初步結果後，參加海洋大學舉辦的「2016全國風能與海洋能創意實作競賽」，得到了相當寶貴的經驗，之後也不斷的精進、改良，年底在彰化師範大學舉辦的「2016全國大專院校產學創新實作競賽」榮獲傑出獎的肯定，也獲邀參加高雄國立科學工藝博物館舉辦的「2016最佳源創能源科技創意展」。

經歷了相關開發的經驗，本研究所設計之風力發電機獲得相當多的肯定，在可變軸心與彈簧的相互作用使風力發電機組安全保護機制上有著良好的效果，本文所測試之風力發電機其彈力係數K=0.9時，於8m/s中高風速下成功啟動安全保護機制，並且依據實驗數據的推導，預測彈力係數K=1.0可在高風速11m/s時啟動安全保護機制，使葉片轉速減緩維持平穩狀態，在額定轉速下穩定的持續發電，不僅提高風力發電機的發電範圍，也提升在安全的情況下，給予風力發電機很好的創新發展。

跟科學家一起認識構築世界的50個物理定律：發現契機x原理解說x應用實例

為了解決彈簧虎克定律的問題，作者左卷健男 這樣論述：

只要三步驟，就能簡單了解 世界上所有物理定律的原理 　　讓科學家親自教你50個重要物理定律及原理。 　　從發現契機→原理解說→應用實例。 　　用三階段讓你徹底了解影響世界的物理定律。 　　聽到物理學這三個字，不少人都因為枯燥乏味的教科書而大感棘手。 　　然而，歷史上眾多的科學家們，卻是像前述那樣， 　　從對身邊現象的簡單疑問開始，一步一步發現重要的定律和原理。 　　本書將透過虛構的歷史科學家訪談，讓大家一邊感受這些科學家們的熱情和氣息， 　　一邊解說他們發現的定律和原理。 　　另外，為了抽象性高的物理原理更好理解， 　　書中還附上有趣插畫和說明圖，以及許多補充註解。 　　相信大家都能跟

著發現者的科學家本人，一起快樂地讀下去。 　　同時，還會向大家介紹這些定律和原理，對現代人日常生活的哪些層面能派上哪些用場。 　　希望能讓大家切切實實地感覺到「這世界是由物理定律組成的」這件事。 　　◎動量守恆定律──宇宙求生 　　假設未來有一天你在太空站工作時，最重要的救命繩索不小心斷掉了。 　　太空船遠在你伸手搆不到的地方，而且周圍又恰好沒有其他同伴。請問你要如何返回太空船呢？ 　　沒錯，就是利用動量守恆定律。譬如，你可以朝與太空船相反的方向扔擲手邊的工具， 　　根據動量守恆定律，你將會慢慢地靠近太空船。 　　由於真空中不會有摩擦，所以理論上你只須扔一次就能回到太空船了。 　　◎角動量

守恆定律──貓旋 　　貓即使在半空中也能不借助外力迴轉身軀。用直覺來想，這真是一件非常不可思議的事。 　　因為貓在落下前是靜止的狀態，所以角動量是零，而在落下的過程中貓的角動量也該全程守恆為零才對。 　　因此，理論上貓是不可能在空中改變身體方向的。 　　事實上，貓在空中時背部其實是彎曲的，因此可藉由扭動身體和伸縮手腳， 　　在保持角動量為零的狀態下改變方向。 　　◎功的原理──人類的功率 　　人類1天會攝取8400kJ（約2000kcal）的食物，以此能量維持生命。 　　而1天有8萬6400秒，所以粗略來說，我們每個人每秒約會產生100J的熱。 　　換言之，1個人就算站著什麼都不做，做的功也

跟點亮的100W燈泡差不多。 　　在狹窄的空間人擠人時常常會感覺到「人的熱氣」； 　　如果知道一個人每秒產生的熱就跟一個100W的燈泡差不多，就會覺得這個現象是理所當然的。