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競賽項目 巴黎巨塔 資料來源:遠哲科學基金會
壹、前言
你知道世界上著名的鐵塔,巴黎的艾菲爾鐵塔(1899 年建造,高 324 公尺),為什麼這座 高塔可以蓋的又高又堅固?為什麼可以經過百年都沒有倒?它有什麼特徵?現在我們要用撲 克牌來蓋一座又高又堅固的高塔。
貳、原理
一、 重心是物體重量分布的中心點,也就是重力所作用的點。在地球上,一個物理質量分布 愈下面,重心就會跟著在下面,而重心愈低,且底面積愈大的物體在地面上就會愈穩定。
二、 牛頓提出赫赫有名的三個運動定律,其中第一運動定律,又被簡稱為慣性定律,若開始 為靜止或等速作直線運動的物體,如果不受到任何淨外力的作用,將會保持原來靜止者 恆靜止,而動者恆在一直線上作等速的運動狀態。
參、競賽活動
一、 活動一:堆高塔 (一) 場地
(二) 使用器材
大會提供
項目 規格 數量 備註
B4 紙 25cm× 35.3cm 1 張 撲克牌 全新紙牌(5.8 cm × 8.8 cm) 2 副
椅子一張 一般折疊椅 1 張
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學生自備
項目 規格 數量 備註
剪刀、美工刀等剪裁工具 (僅可用來剪裁)
不可使用任何可固定紙 牌 之 工 具 與 材 料 ( 例 如:膠水黏著類、環保 無針釘書機……等。)
測量工具(尺、筆、模具)
(三) 競賽說明
1. 競賽時間為 50 分鐘。
2. 一組用兩副撲克牌(大會提供) 在地面上做出一座高塔,整個高塔的材料只可以 用撲克牌。
3. 將這座高塔堆疊在一張 B4 紙(大會提供)上,底座超出 B4 紙不予計分。
4. 參賽者可使用各種紙張戳合方式堆疊,可將紙牌自由凹摺或裁剪。
5. 請預留活動二可抽出 B4 紙張的空間。
6. 不可使用任何可固定紙牌之工具與材料(例如:膠水類、環保無針釘書機…等。) 7. 不能攜帶手冊,只能攜帶手冊中規定的器材入場,違者該此活動不予計分。
8. 大會提供一張椅子,且僅可使用大會提供之椅子協助堆疊高塔,不可自行攜帶相 關器具。
(四) 評分標準
1. 製作時間結束後,各選手停止製作並站在製作區內,但務必不影響裁判評分及他 組競賽進行為主,違者此活動不予計分。
2. 競賽時間結束時,若仍未停止製作,經工作人員警告一次本競賽項目總分乘以 0.8,
第二次警告本競賽項目以零分計算。
3. 若被他人無意或刻意撞毀高塔導致無法計算最初成績,若剩餘競賽時間少於 25 分鐘,由工作人員判斷後另擇時間重作,重作時間為 25 分鐘。其餘皆為原地進 行重作至競賽時間結束。
4. 由裁判委員下場測量由底座到塔最高點的高度(最小單位:mm),即為活動一之成 績。
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二、 活動二:不倒高塔
使用器材:活動一所製作的高塔
(一)競賽說明
1. 活動一測量高度後,直接接續活動二,參賽者不得更改變動高塔。
2. 競賽時間為 5 分鐘,每組由一人將高塔底層的 B4 紙從地面上抽出。
3. 紙張抽出後,盡速離開製作區並且不可做任何修補高塔的工作,不得刻意撞毀他 組作品,如有違反,該項成績即為 0 分。
(二)評分標準
1. 由裁判委員測量由底座到塔最高點的高度(最小單位:mm),即為活動二之成績。
2. 紙張抽不出來沒辦法參加活動二的比賽,該項成績即為 0 分。
3. 紙張抽出的過程中,參賽者皆不可碰觸或扶正撲克牌高塔,如有違反,該項成績 即為 0 分。
三、注意事項
1. 若製作時間尚未結束而提早完成之組別,可自行決定是否先進行測量(包含活動 一、二),向工作人員舉手表示測量。一旦決定測量,即無法修正。
唯有高塔在決定測量到工作人員測量中間的時間倒塌,經工作人員確認後便可 在製作時間結束前進行修補。
2. 製作時間結束後,各選手停下製作,坐在製作區內等候工作人員測量,時間結 束後不得 繼續製作修補或離開製作區刻意撞毀他組作品,違者此活動不予計 分。
3. 若製作過程中撲克牌掉至製作區外,該組參賽者一律不得離開製作區撿撲克牌,
大會也不予補發。若為塔被他人撞毀導致撲克牌掉至製作區外,由工作人員撿 製作區外的牌。
4. 競賽時間中,因工作人員走路的震動導致塔倒塌,不列入倒塌因素考量。
5. 競賽過程中,若干擾或造成他組的塔倒塌,經工作人員判定,該組本競賽項 目以 0 分計算。
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肆、器材總表
名稱 品名 規格 數量 備註
活動一
B4 紙 25 cm × 3.3 cm 1 張
大會提供 撲克牌 5.8 cm × 8.8 cm 2 副
椅子 1 張
剪刀
不限 不限
學生自備 美工刀
其他剪裁工具
測量工具 尺、筆、模具 不限
活動二 使用活動一製作的高塔
伍、總評分
1. 競賽 1 成績乘以 0.7、競賽 2 成績乘以 0.3,兩成績相加即為本活動成績。
2. 由成績高到低,排序一到最後一名,所得積分即為反過來的組數。EX: 有 40 組,第 一名則得 40 分,最後一名為 1 分。
3. 若兩組成績相同,則以同分計算。EX:第一名 40 分,第一名:40 分,則無第二名,接 續第三名:38 分。
【動動腦】
1. 如果要讓撲克高塔不會倒,那高塔底要越重還是越輕?高塔尖端要越重還是越 輕?有什麼科學概念隱藏在其中呢?
2. 利用物體的慣性,我們要如何才可以將 B4 紙從牌塔底部抽走,而且讓高塔穩穩 站立不會倒下?