第53屆--民國102年

使用殺蟲劑或拖鞋打蟑螂時，化學藥劑或蟑螂體內的筒線蟲會汙染環境衛生。因此我們進行了數不盡的實驗，期望找出最環保又無害的殺蟑方法。查尋文獻資料得知蟑螂並不耐高溫，實驗中發現蟑螂在45°C以上的熱水中就會死亡，因此我們測試各種電阻的發熱效果，從自製碳化物到鉛筆芯，發現電熱絲的發熱效果最穩定也最容易控制，因此最後以直徑0.4mm長度10.2cm的電熱絲製造即熱式噴頭。透過噴水器吸上冷水，即熱式噴頭迅速將冷水升溫成為熱水，再噴出熱水殺死蟑螂。測試即熱式噴水器發現，在20cm以內都可以噴出46°C以上的熱水，實驗中的5隻大蟑螂分別噴2~17次全部死亡－效果非常好。我們希望後續能在美感設計、安全設計方面做改良，並且朝向專利申請及商品化來努力。

我們利用廢棄運動腳踏車改裝成發電機，應用電磁感應的發電原理來發電，改裝機器可以發電，兼具運動功能。我們應用磁鐵用Ｎ-Ｓ交替排列，銣硼強力磁鐵3.0cm厚0.5cm(磁力強度2000高斯)，發電線圈1500圈，線圈直徑4.5cm，並在線圈加入鐵塊直徑1.8公分，21公克，在線圈外加鐵片4.5cm*0.2cm增加磁力。經過測試後，發現運動腳踏車發電機空載發電825W，負載的情況下我們的體力最大負荷在240W電器。把我們自製腳踏車發電機跟市面產品比較，我們的成本低、發電量高、可以調整電流、電壓大小，並兼具發電與運動功能。

本研究從生活中常見的20種乳酸菌種，篩選出對大腸桿菌有較強抗菌力且在生活中常見的兩種乳酸菌：乳酸鏈球菌（Lactococcus lactis subsp. Lactis, 簡稱LL）及嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus, 簡稱LA）。經大量培養乳酸菌並進行蛋白質過濾與純化後，進行抗菌測試，結果顯示LL及LA之菌液均具抑菌能力，而後以蛋白質電泳確認介於3-11kDa間的蛋白質溶液具有良好抗菌能力，且抑菌力隨濃度增加而提升，故推測兩種細菌素的分子量均介於此區間。將兩種細菌素進行基本特性分析後發現，兩種細菌素濃度均僅須大約0.1mg/ml以上就具有抗菌效果，且兩種細菌素溶液在120⁰C下加熱30分鐘都仍具抑菌能力；此兩種細菌素在酸性環境（pH=2~4）下有較佳的抑菌能力，且兩種細菌素憑藉其微量就具有抑菌能力，耐高溫、耐酸的特性未來將有應用於食品保存，製成天然防腐劑的潛力。

我們這個作品想討論2個關於次序變化的問題, 第一個是約瑟夫問題的公式. 原始的約瑟夫問題是說, 將正整數1,2,…,n 依序排成一圈, 從1開始1,2,1,2,…報數,不斷去掉報數為”2”的數字, 求出最後剩下的數字, 細節在Knuth教授的著作: 具體數學 (參考文獻[1]) 被完整的得出. 我們參考文獻[2]了解以前這個問題的進展程度, 並試著用我們的方法推導出以下問題的公式. 問題如下: 給定n個數字及正整數L, 在報數規則為”留1去L”時 (從1開始1,2,…,L+1,1,2,…,L+1,…報數, 報數為2~L+1的就去掉, 不斷重複此過程), 在第x次被刪除的數字的公式, 並應用此公式找出不動點 x 滿足: 第x次去掉第x個數字. 在一般的”留 α 去 β “的情況, 我們則推導出一個便於計算的迭代關係.

斑馬的黑白條紋被認為可能會降低溫度，由實驗發現，黑白條紋組的上升速度較黑組與白組慢，白組又比黑組慢，接著測量表面溫度，黑白條紋組外部的白條上升速度比黑條快，內部黑條比白條上升速度快。溫度上升時，大瓶升溫的速度較小瓶快；下降時，大瓶與小瓶的降溫速度無顯著差異。改變黑白條紋的方向、粗細，不會影響上升與下降的溫度變化。另外將白條紋換成銀色，升溫時，銀組速度最慢，銀黑組次之，黑白組最快，降溫時亦相同。最後，觀察煙的對流實驗發現黑白條紋組表面空氣具有對流的存在，並推測造成黑白條紋組升溫較緩慢有四種對流可能性。

本研究以多種纖維質廢棄物作為造紙原料，造出媲美市售的紙張。我們發現：玉米皮適合造紙且品質穩定；木屑、玉米梗造紙張力低且易碎；低濃度鹼液解纖的甘蔗渣膠質多，紙張透明易皺縮，但高濃度鹼液解纖，紙張平整白皙；柚子皮膠質太多，不易造紙；雜草可造紙但纖維明顯；竹筷纖維粗硬，紙張厚且張力低；稻草造紙品質佳且原料充足，是造紙界新星。改變變因上，果汁機打1分鐘可使張力提升；添加膠水或澱粉液能提升張力及降低吸水量；200目絹框抄紙張力較好；加熱浸泡50%雙氧水可漂白。校園落葉單子葉比雙子葉植物適合造紙。複合材料造紙時，添加少量甘蔗渣或柚子皮纖維可提升張力，少量竹筷纖維能使紙張硬挺。最後本研究推薦數種造紙方法供大眾參考。

根據台北市體育學院運動器材科技研究所劉強教授指出甜蜜點(範圍)包含三個定義的區域：(圖A 改繪自聯合報)【1】一、碰撞中心：擊球時握把無撞擊感的位置。(物理學理上甜蜜點的定義點又稱『振盪中心』【2】(the center of oscillation)) 二、強力中心：擊球後產生最高速球的位置。(恢復係數最大) 三、節點：擊球後握把無振動感的位置。我們利用PASCO音頻接收器，測量到標準的比賽用球棒，受撞擊時會產生三個較明顯的振盪頻率(如圖A-右)。好的手工球棒會將這三個震波頻率的節點，安排在甜蜜區附近，使打擊者敲中該處時，球棒振動最小，握棒處受力最小，球與棒間的恢復係數最大，擊出的棒球可以飛得最遠。這個點(區域)就稱之為甜蜜點(The sweet spot)。

本實驗以氣流場模擬：氣流撞到不同角度之障礙物、及擋板可移動之水流場模擬：颱風通過台灣的偏移情形，並與實際颱風路徑比對、找尋原因。氣流場實驗發現，氣流與障礙物夾角90度時，會有最大的尾流區並產生渦流，夾角降至20度以下時則無渦流，顯示副低壓不易生成。水流場實驗發現，障礙物較深、漩渦移動速度慢、轉速小或範圍大者漩渦路徑偏移會越大；此外，漩渦進入障礙物的角度也影響漩渦路徑，＜90度時易直接通過，角度大不易通過，易被副低壓取代過山；大致而言，漩渦從北方通過時，常因漩渦被破壞及副低壓而南落，中央通過時因狹管效應而南落，再由背風側副低壓取代過山，下方通過時會因漩渦遭破壞而略為北抬；此結果與許多颱風實際路徑吻合。

本研究起自於玩「吉普賽人讀心術」電腦遊戲所引發的問題，配合數學「整數的簡化計算」、「因數和倍數」、「怎樣列式」單元，來探討讀心術的設計原理，並嘗試設計自己的讀心術。結果顯示：一、「吉普賽人讀心術」是以 9 的倍數來設計。二、不同的讀心術設計原理不同，但都和整數的簡化計算有關，也和倍數有關。三、設計自己的讀心術遊戲時，需考慮玩家的計算步驟不能太複雜，設計者必須有快速的步驟猜中數字。

我們的實驗目的主要是探討影響橡皮筋動力螺旋槳船在水面航行距離的因素為何？瞭解其相同船身、相同重量且動力相同時改變螺旋槳的位置、船身重心、不同樣式與大小的螺旋槳、船型樣式的各種變化來瞭解影響橡皮筋動力船的行進距離等因素，並針對改變螺旋槳吃水深度的不同、船身的形狀對行進距離影響進行實驗與探討，來驗證我們的想法，藉此充份掌控一些符合節能的動力船艇技巧，並加以利用與了解。