第55屆--民國104年

夏天常見土石流，想研究成因及預警裝置，以減少災害。 我們發現該區具下列特徵:坡度陡，土質主為砂岩，植物以草本及淺根木本為主，離斷層帶五公里內，常有人為施作，雨量集中。 把雨量計的儲水筒改良成儲水、雨量兩用筒，設計兩半圓保麗龍夾磁鐵成浮標置於筒內;指標磁鐵置於筒外，當收集雨水後，指標磁鐵會指在某刻線上，使測雨水方式更簡便精準，頗具創意。 簡易土石流警報裝置，精算調控漏水面積，使儲雨量加調控漏雨量等於警戒雨量，利用常見的臉盆加蜂鳴器及校正過的規律漏水設計，若水位達警戒值時，導電浮板碰觸上緣導絕導板、雙半圓導線即形成通路，使蜂鳴器鳴叫，達到預警效果，其中第三代最優，可推廣到好發土石流區一般家庭使用。

本研究是製作一部環保、全自動運轉與依照天氣變化可開啟或關閉的澆水開關。 研究從如何把主開關與槓桿結合在一起，使得擺動槓桿就能帶動主開關一起動作；接著研究槓桿左邊該掛上多少的重量，才能夠確實讓主開關開啟，讓水經由主開關流出，分成左右兩邊，左邊是主要應用的出水口，右邊是控制用的，它會把水引到槓桿右端的裝水容器中，使槓桿右端的重量大於左端而讓主開關關閉，水停止流出；接著再研究右端裝水容器中的水，如何減少而使重量變輕小於槓桿的左端，讓主開關自動開啟，繼續下一個循環讓水流出來。 研究發現介質虹吸原理，能夠控制主開關在晴天、陰天、雨天不同天氣，以不同的時間啟動主開關，完成一部具有智慧澆水的自動裝置。

本研究探討三角形的「比例點」。已知∆ABC，定義「比例點」是滿足比例式PA:PB:PC =BC:AC:AB的P點。研究過程得到作出比例點的方法，並討論三角形的比例點個數、位置及其性質，最後發現三角形的比例點會在歐拉線上，並與三角形的垂心、重心、外心之間存在特定關係。

依據農委會103年度寵物數量調查，台灣家犬飼養數量已達120萬餘隻，在寵物相關產品的市場規模相當可觀，初估臺灣每年約有新臺幣200億元以上的產值。 我們的研究主題，就是以Audacity音樂編輯軟體，分析狗叫聲的差異，進一步了解狗的語言、情緒和需求。我們發現：狗的叫聲其實有很大的不同，當狗在警戒防衛的情境下，會出現低吼的叫聲，頻率大約在120Hz~600Hz之間；狗在飢餓的情境下，叫聲頻率大約在1330Hz~1440Hz左右；當主人要離棄牠的時候，叫聲的頻率淒烈高亢，大約在1650Hz以上；狗和狗之間對主人也會爭寵，叫聲頻率大約在627Hz。 善待寵物是友善城市的一項特徵。也希望這項分析方法，可以發展成為善待寵物的好幫手。

在家中種植物可以綠化環境，令人賞心悅目。但照顧起來卻有些麻煩，有時忘了或出外旅遊無法澆水，而使植物變得奄奄一息的。為了解決這個問題，我們嘗試利用回收資源做為材料，設計出環保實用的自動澆水器，讓家裡種的植物可以一直綠意盎然。 我們主要是利用自製的漏刻與九龍杯，來控制澆水的水量與時間，並從中探討漏刻及九龍杯的現象與原理。在實驗中，觀察漏刻出水孔的孔徑粗細、數量多寡等變因對水流流速的影響，觀察九龍杯杯身大小、管口位置等變因對水流流量的影響。最後，利用毛細現象將澆水後流入集水盤中的廢水導引到其他花盆中，提供其他植株生長之用，充分利用水資源。

本研究主要在探討沖繩小灰蝶喜愛的蜜源植物，以及溫度和紫外線對翅膀斑紋變化的影響。首先確認小灰蝶在校園的生存條件現況：種類及數量會依季節變化，活動區域多在空曠日照充足草地，產卵喜愛離地30cm左右陽光充足花壇，食草充裕有季節性，蜜源植物數量不穩定，會受割草頻率影響。其次設計以不同花色與花冠形態的花朵，進行蜜源植物喜好實驗，得出小灰蝶喜好的蜜源植物種類為黃色管狀花、舌狀花，研判與小灰蝶口器長度有關，提供學校作為植栽規劃參考。另外設計溫度升高、仿日光照射及雙重條件，小灰蝶冬日型腹面翅膀，在實驗條件下經過兩小時，下翅斑紋稍微變清楚，確認溫度升高與紫外線燈照射，都能使小灰蝶明顯產生行為活潑與展開翅膀的動作。

本研究找出三大主要定理討論拼圖遊戲中板塊形狀與圖形的排列數： 一、 定理一：完整矩形空白板塊排列數﹝（模組類型）2－點對稱模組﹞÷2＋點對稱模組。 二、 定理二：當有A、B兩種不同形狀板塊，A板塊有m個、B板塊有n個，計算兩板塊圖形總排列算式＝（m！ × 2可旋轉個數）× （n！ × 2可旋轉個數）。 三、 定理三：可從三大限制條件→點對稱圖形、2I並列、bf之5P，觀察（m！ × 2可旋轉個數）× （n！ × 2可旋轉個數）在計算板塊圖形排列數是否重複計數。 四、 目前努力全盤掌握拼圖遊戲中只有一組解的命題方式，但當我們改變遊戲條件，如板塊形狀的改變或調整圖形的數目比例，卻能突破只有一組解答的命題限制，同時提升板塊圖形排列的總數。

本實驗以天然海藻酸做為生物吸附劑，並成功添加黃血鹽、赤血鹽作為重金屬檢測劑，實驗結果證明以黃血鹽和赤血鹽製成晶球，目視可檢測最低濃度，兩者晶球與硫酸銅、氯化鐵為1 ppm，硫酸鎳、醋酸鈷為100 ppm。以分光光度計檢測四種以海藻酸鈣晶球吸附重金屬吸附能力大小比較結果：銅離子＞鈷離子≒鐵離子＞鎳離子。本實驗以期在工業或日常應用上能有更廣的使用，以臺灣四周環海天然海藻取之不盡，製成顆粒檢測晶球以color sensor連線，供廢水排放處理即時處理，避免異常擴大。

本研究提高酵母菌電池放電方法有：1.活性酵母2.碳紙(-)-石墨(+)3. pH=7.73葡萄糖混液 4.需空氣5.大透膜6. 溫度40℃7. 出芽菌數增多；單一電池接近1.00 V。 當研究電極材質時發現鎂帶(-)-石墨(+)放電值高(2.368 V)，滿足負載LED的目標，因此製作鎂帶酵母-硫酸鐵石墨電池，單一電池接近2. 20V，四次負載LED中解決提高電能方法： 1.蒸發結晶法使石墨內長硫酸鐵結晶 2.豎立起酵母菌濾紙包能接觸空氣，裝箱保溫，讓酵母菌活得活躍易導電 3.盒底裝pH=7.70的葡萄糖溶液藉由濾紙毛細現象不斷提供糖液給酵母生長。 每次串聯4顆德製酵母鎂味電池，第一次點1顆藍LED 45分續接3顆LED藍紅藍，點亮1524分，第二次亮2788分，日製酵母鎂味電池，亮1076min。第三次1顆藍LED 45分續接3顆LED藍紅綠，亮1430分。

無意間發現調理棒可以吸起整個水杯的奇妙現象，便開始改裝調理棒進行實驗，將底部支架改變成各種不同的型式進行研究探討，此外，我們利用連通管原理和波以耳定律自製的一個流體壓力觀測器，來觀測水轉動時，水杯內不同位置的壓力變化情形。結果發現，調理棒可以吸住整個水杯的原理，是因為底部支架像是一個動態式的吸盤，當馬達葉片高速轉動時，會使得底部支架裡的壓力變得小於一大氣壓，而使得底部支架和杯底相互緊抵著。當手拿起調理棒時，整個水杯也同時被吸住而被拉起來。這個研究有兩個重要的應用：一是可以用來設計成水中的起重機，二是利用自製流體壓力觀測器來測量不同流速流體的壓力，可作為發展白努利原理定量化的教材。