免洗筷輕盈看似平常，卻能藉由投擲方式穿透厚紙板，背後的原理是我們想探究的。小 說裡情節劇情的描述總是讓人充滿想像，卻無法具體看見，因此我們必須先設計出可操作的 射擊器，再利用這個射擊器作為實驗工具進行研究，檢視在哪些條件下的射擊方式會最佳，
推論小說描述的真實性。因為本次實驗沒有儀器測量免洗筷的瞬間力道，因此採用免洗筷的 穿透長度作為穿透力的依據。研究討論結果分析如下：
一、竹筷射擊器
（一）竹筷射擊後偏差範圍
竹筷雖然輕巧，在作用力不強的情況下，仍會受到地心引力及逆風影響射擊路線，
當免洗筷在空中飛行的距離愈長，時間愈久，其偏差範圍也會愈明顯。
1. 竹筷射擊器距離目標 25－65cm，偏差範圍不到 0.1cm。
2. 竹筷射擊器距離目標 85－105cm，偏差範圍不超過 0.5cm。
3. 當射擊距離在 125cm 以上，偏差範圍會大於 0.5cm
二、橡皮筋數量與穿透長度的關係
（一）以一條橡皮筋進行實驗操作，無法穿透紙板
過去自然課的科學操作，製作橡皮筋動力車時也有相同的現象（康軒，2012，85 頁），如果牙籤轉的圈數不足，橡皮筋的彈力就不足以撐起另一端吸管給予地面的阻 力而使車子靜止。反之，如果圈數過多會使得橡皮筋超過彈性限度而卡住。同理，當 橡皮筋給與免洗筷的力量不足，會有落點痕跡，但無法穿透紙板。
實驗影片：https://youtu.be/64jBtH4-kKY
一條橡皮筋實驗射擊
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（二） 以兩條橡皮筋進行實驗操作，其射擊力道最佳
「力」是造成物體運動狀態改變和形變的來源，具有大小及方向的特性（康軒，
2014，81 頁）。在生活裡的科學影片中提到「只要物體運動，就和牛頓第二運動定律 有關，當質量固定，外力愈大，運動變化愈大」。同理，在竹筷上施力越大，射程會越 遠。雖然一條橡皮筋的反彈力道不足，但是當兩條橡皮筋的力是同方向作用於同一物 體上時，其合力會比較大，產生的速度就相對提高，讓免洗筷能成功的穿透紙板，平 均穿透長度 4.6cm。
（三） 以三條橡皮筋進行實驗操作，橡皮筋會產生斷裂
實驗時發現用三條橡皮筋會容易斷裂，10 次試驗有 6 次斷裂，斷裂數量為 1 到 2 條。首先我們猜測是橡皮筋與鐵片摩擦的關係造成斷裂，但是橡皮筋具有彈性，摩擦 力不足以使其斷裂。接著，我們發現每條橡皮筋的狀態其實都不相同，同一條橡皮筋 的粗細也會有不均的現象，但無法類推解釋為何兩條橡皮筋不會斷裂。最後，我們發 現因為實驗進行時要讓橡皮筋均衡受力及作用在竹筷的凹陷處，因此將橡皮筋採纏繞 方式綑綁，最外圈的橡皮筋因為纏繞的關係（疊合於兩個橡皮筋厚度），受力後過於 緊繃度，超過其彈性限度，因而斷裂。這就合理解釋出當弦拉滿三條橡皮筋時，部分 橡皮筋會出現斷裂或是變白的情況，為了增加可信度，我們將橡皮筋增加至 4、5、6 條，也出現同樣的狀況。顯示橡皮筋因為纏繞而造成緊繃，使得橡皮筋在受力後超過 其彈性限度而斷裂。
實驗影片：https://youtu.be/JRTxkknC-Vw
三條橡皮筋實驗前狀態 紅色橡皮筋實驗後呈斷裂狀態
21 驗影片結果。 （15 度實驗紀錄影片：https：//www.youtube.com/watch？v=EeK3uU9H_3I ）
（二） 竹筷反彈現象－射擊角度 60 度
發射傾斜角度 60 度時，竹筷每次都會反彈，如同實驗影片結果（60 度實驗紀錄影 片：https：//www.youtube.com/watch？v=asx-QmsomSo ）。下列是我們的討論過程：
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4. 改變免洗筷尖銳，實驗求證
我們試著以削尖的免洗筷再次進行實驗，結果如下方圖表所示。研究顯示在射擊 角度 60 度下，削尖的免洗筷下能成功穿透紙板，平均穿透長度為 2.6cm。
第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 第六次 第七次 第八次 第九次 第十次 平均
60 度 2.0 1.8 1.8 2.2 2.5 3.5 3.3 3.5 2.9 2.5 2.6
註：單位：cm
尖型免洗筷 60 度射擊結果
四、射擊距離與穿透長度的關係
（一） 最佳發射距離 65cm
物體受力時，可能產生形變或運動狀態的改變。透過歷年科展相關研究可以知道，
最佳射程距離愈發射物的形狀、重量、發射管徑徑口大小及發射力道有關係，因此在 本實驗下的條件：20cm 長的 4g 免洗免洗筷、管口直徑 6mm、兩條橡皮筋（往後拉 15cm）， 65cm 為最佳射擊距離。
五、免洗筷尖銳度與穿透長度的關係
（一） 無削尖的竹筷有最好的射擊效果，可達最佳射擊的深度
按照結果數據，無削尖射擊的深度（4.6cm）和有削尖（2.54） 射擊的深度有明顯 的差異性，這和我們實驗前的想像不同，與先前相關的科展結果不相同，推論是分析 面向不同的原因。如果驗證是否較容易穿透，尖型免洗筷會因為與紙板的接觸點面積
次數 角度
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小，壓力較大，較容易穿透。但本實驗不僅僅只考量穿透特性，還考量到後續免洗筷 的穿透長度。我們推論關鍵點在免洗筷對於紙板的破壞程度，免洗筷在穿透紙板瞬間 會先破壞結構，再進行穿透，而接觸面積較大的平面免洗筷，對紙板接觸點的破壞力 相對較大，使後方免洗筷在穿透紙板之缺口時，所受到的阻擋面積減少而造成的。
六、後續研究
根據實驗結果，本實驗發射器最佳射擊條件為 2 條橡皮筋、90 度射擊、65cm 射擊距 離、原型免洗免洗筷進行操作。
（一） 發射速度
速度＝距離÷時間，有鑑於發射距離短，免洗筷在空中飛行時間過短，無法準確 紀錄時間，為求數據真實性，我們藉由店家發射器進行測試，測試初始速度平均都落 在 88、89 公尺／秒。
（二） 免洗筷能否穿越矽膠？
小說情節提到免洗筷可以穿透皮膚，使人在一瞬間失去溫度，是否具有真實性呢？
我們使用最接近人體肌肉材質的 CN05 型矽膠進行測試，結果顯示免洗筷無法對矽膠 造成穿透性。
▲量測發射速度 ▲ CN05 型矽膠 ▲ 射擊矽膠實驗
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