物理與天文學科Physics & Astronomy160006
黏滯流體與固態粒子對馬克士威爾滾輪的物理影響及探討 Taiwan
將不同填充比例的黏滯流體放入直徑9.00cm空心帶軸圓盤中(稱作黏流滾擺),以繩子繞圓盤軸芯捲至25.17cm高度處落下,實驗發現黏滯流體填充量為22.500%~87.500%時,相對其他填充比例的黏流滾擺以非常緩慢的速度落下且不會彈跳,且圓盤角速度具有規律的週期性,若釋放高度大於8.55cm此無彈跳填充範圍一直維持在22.500%~87.500%,不受高度影響。相對於無填充任何液體的空圓盤,黏流滾擺落下的時間約為空圓盤的122倍。改以黏滯性較小的水作為填充液體則不存在無彈跳填充區域,且彈跳次數不如黏流滾擺有彈跳區域的彈跳次數。若改以填充混和質量濃度比例100:6及100:20的黏滯流體與水,則可發現臨界線向左偏移。若填充液體改為固態粒子(細沙),實驗發現填充比例為4.242%~93.196%時,細沙滾擺會固定於高空中而不落下。比較黏滯流體、水、細沙三種填充物質,黏滯流體緩衝效果與穩定性最佳。