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調皮的變色龍 ～橡皮筋老化之研究 摘要 橡皮筋是一種用橡膠與乳膠作成的短圈，使用方便。我們的研究主要在探討不同因素對橡皮筋的變色、負重能力、彈射能力、遲滯現象和伸長量的影響。結果發現：全新的橡皮筋可負重至6000gw；平均每拉長1cm可彈射39.66cm；遲滯量會隨著最終重量的增加而增加；整體而言橡皮筋的伸長量與負重並不成正比，但是在負重達440gw以上，其彈性係數則穩定在25（牛頓／公尺）。使橡皮筋變色的處理有水、溶液、纏繞圈數，而浸泡沙拉油的橡皮筋會膨脹。經過處理後發現負重能力最差的分別是沙拉油和雙氧水；彈射能力最好的是沙拉油，彈射能力最差的是雙氧水；雙氧水使遲滯現象變的最明顯，沙拉油則使遲滯現象最小；雙氧水的彈性係數變的最小，而沙拉油的彈性係數變的最大。處理的方式不同所造成的變白的橡皮筋，除彈性係數均下降外，其負重能力、彈射能力及遲滯量等特性並不完全相同。 壹、研究動機 家裡有橡皮筋，大概沒有人會覺得意外。但去年六月，我注意到桌子上的橡皮筋：「咦！怎麼顏色變白了？」這個現象讓我像被蘋果打到的牛頓一樣陷入沉思：「橡皮筋為什麼會變成白色的呢」，之後就在聯絡簿的生活花絮中向老師提出這個問題，老師要我們自己去研究看看。 於是我們上網找尋相關資料發現第三十六屆科展──我拉我拉我拉拉拉－橡皮筋老化試驗，他們的研究發現浸泡不同溶液會使橡皮筋變色，我們思考，是不有別的原因會使橡皮筋變色？變色後橡皮筋的性質有何改變？於是引起我們想進一步了解橡皮筋變色之謎的興趣。 貳、研究目的 　　為了了解影響橡皮筋變色的原因及變色後性質的變化，選擇了同一廠牌、同一時間出廠且同一類型的橡皮筋進行實驗，希望了解： 一、橡皮筋的伸長量、彈射能力、負重能力及遲滯現象為何？ 二、影響橡皮筋變色的原因為何？ 三、不同處理下橡皮筋的伸長量、彈射能力、負重能力及遲滯現象有何變化？ 參、研究設備及器材 橡皮筋、玻璃瓶、筷子、20gw砝碼、手錶、尺、自製彈射裝置、磅秤、沙子、夾鍊袋、大塑膠袋、大頭針、水、水槽、錐形瓶（附側管）、橡皮塞、薊頭漏斗、大理石碎片、鹽酸、雙氧水、二氧化錳、水管、沙拉油、檸檬汁、小蘇打水、盒子、白紙、黑紙、溫度計、膠帶、氫氧化鈉、次氯酸鈉、pH計、捲尺、電子天秤。 肆、研究過程或方法 一、橡皮筋的伸長量、彈射能力、負重能力及遲滯現象為何？ （一）負重能力 將沙子分別裝成400gw數袋和一袋加大塑膠袋和2個大頭針的重量為400gw。 將大塑膠袋加6袋400gw沙子和一袋加大塑膠袋和2個大頭針的重量為400gw的沙子掛在橡皮筋上（共2800gw，圖1），約等待30秒加一包400gw沙袋，直到斷掉，記錄總重量，共測12條。 圖1：負重能力裝置 圖2：橡皮筋彈射裝置　　 圖3：橡皮筋彈射裝置（實圖） （二）彈射能力 製作彈射裝置：取一紙箱（剪成一正方體）、筷子（切兩半），將紙箱戳兩個洞，使筷子沿著洞穿過（圖2、3）。 取12條橡皮筋，分別測量原長。依序將橡皮筋置於彈射裝置上，使其伸長15cm，拉動筷子使其射出，測量彈射的距離。 （三）伸長量 取一筷子平放在桌上，並將其1/3超出桌子、拿重物壓住另一端。 掛上橡皮筋，自然蜷曲為原長。加上40gw砝碼，等待1分鐘後，測量並記錄長度。 記錄完之後將砝碼拿下，測量並記錄長度，等待一分鐘後再加上40gw砝碼。 重複3、4步驟，但一次要比一次多40gw，也就是40、80、120……520gw，共測12條。 重複3、4步驟，但一次要比一次多40gw，也就是40、80、120……1000gw，共測3條。 （四）遲滯現象 取一筷子平放在桌上，並將其1/3超出桌子、拿重物壓住另一端。 掛上橡皮筋，自然蜷曲為原長，測量並記錄長度。 加上40gw砝碼，等待1分鐘後，測量並記錄長度，再持續加40gw砝碼，每次等待1分鐘，加到520gw （此為min-max）。 之後持續拿掉40gw砝碼，一直到沒有砝碼，每拿40gw砝碼都要等待1分鐘後測量並記錄長度（此為max-min），共測12條。 5、各6條橡皮筋重複步驟2~ 4但最終重量加至280gw、800gw。 7、各3條橡皮筋重複步驟2~ 4但最終重量加至920gw、1040gw。 二、不同處理對橡皮筋變色的影響為何？ 將橡皮筋置於下列（一）~（八）種不同的處理，除步驟（五）外每項處理均需蓋上蓋子，每天觀察是否變色，至70天後停止。 （一）利用排水集氣法收集不同氣體對橡皮筋變色的影響 使用雙氧水、二氧化錳、碳酸鈣、鹽酸，以排水集氣法收集氧氣和二氧化碳。 準備水槽，一個半滿水和一個全滿水的玻璃瓶收集氧氣；另外一個半滿水和一個全滿水的玻璃瓶收集二氧化碳；一個玻璃瓶裝入空氣。分別放入10條橡皮筋。 （二）水對橡皮筋變色的影響 兩個玻璃瓶內都裝入空氣。其中一瓶加約五分之