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團隊合作獎

動畫世界中的物理

一般在繪製2D逐格動畫時,在真實與誇張之間要拿捏一個好的平衡點相當不容易,尤其是當您不熟悉物理力學原理時,在運動軌跡的決定上就會毫無依據。此研究藉由對於物理力學原理的探索,思考哪些理論是動畫世界中仍然必須依循的,整理與推導出幾項實用的公式,並將公式寫入Excel表格,利用圖表的方式顯示出符合物理原理的運動軌跡,提供做為作動畫時參考的準則。我們完成的Excel表單,可以稱為是初級版的2D的動畫物理引擎工具。實驗利用兩組動畫的比較,一組是在自習物理力學原理前繪製的,當時完全憑經驗與想像;另一組則是靠我們製作的工具輔助才繪製完成的。可以看出後者的動畫作品不但不失原本的生動感,且動作更流暢並令人信服。

牆要double L邊坡防護更OK~創新雙層L型懸臂式擋土牆邊坡防護效益之探討

本作品旨在探究擋土牆的形式以及排水管兩部分對護坡效益的影響。所謂的「護坡效益」在研究中的操作者定義是「排水量最多;同時排沙量最少」。研究結果如下: 1. 自行設計的新式double L雙層懸臂式擋土牆,比現行之單面L型懸臂式擋土牆防護邊坡效果更佳。 2. 擋土牆必須加裝排水設施,但並非排水管越多越好,在單次降雨中,過多的排水管對排水量的增加沒有顯著差異,反而增加施工成本並減少擋土牆的剛性建材,減弱結構強度。 3. 排水管的排列形式,下層多;上層少,有利排水,防護邊坡效益佳。 4. 單一排水管上的排水孔密集,,有利排水,防護邊坡效益佳。 5. 擋土牆的材料若以既能吸水,又能排水的材質施作牆鋪面,更能有效防護邊坡。

是晴天霹靂還是雷雨交加?

本研究探討閃電的發生與環境變因的關係,主要可以分成兩個部分:第一部份我們先分析各地的落雷閃電發生次數,比較不同季節、地形、地理位置及不同天氣狀況,例如冬季冷鋒過境時的鋒面雨、春末夏初5月到6月的梅雨季、夏季8月西南氣流強降雨事件中的閃電次數,並依當時環境因素進行推測。第二部分,我們進行有關閃電的模擬實驗,在封閉的保溫玻璃箱中試著改變不同的溫度和濕度,對實驗的結果進行討論、分析,找出影響閃電發生的環境因素。

Dr.魔法手「識」

臺灣老年人口比率逐年攀升,老人照護逐受重視,而運動對於健康保健更是不可或缺。因此我們想製作一產品,結合時下流行的體感控制,也就是以穿戴手套的方式操控遊戲,讓復健同時兼具娛樂,活動筋骨,一舉多得。 手部與手指的運動分別會被我們所設置的三軸加速度感測器與彎曲感測器偵測,並以類比訊號的形式透過傳輸線傳送對應的鍵盤按鍵訊號至電腦,以此可操縱多種透過鍵盤遊玩的遊戲增進使用之樂趣與意願達到。 使用Arduino IDE編寫程式之體感手套,搭配Scratch與KODU設計之遊戲,邀請8位長者體驗,並以問卷回饋與分析。多數長者在活動與遊玩過程中認為,能增加其樂趣以及使用之意願。希望透過本次研究,使復健中的運動能夠翻轉成新世代的模樣!

凍不凍就想吃「薜荔凍」

三年級自然課的「做果凍高手」,引發大家對果凍成因的好奇,薜荔剛好是大家垂手可得的實驗材料,加上「愛玉」產於海拔較高的山地,如果能將好吃營養又解暑的「愛玉凍」,以經濟實惠價格又能在平地量產,薜荔只要附生於樹林、果園、牆壁、橋梁等建物,不需要再爬山涉水冒著生命危險的去摘取愛玉,相信對農民和大眾都是一大福音,夏天可吃到價格更實惠的「薜荔凍」,透過這個研究探討,找出最佳的「薜荔凍」生產模式,造福大眾。 本研究主要有幾個實驗,用四種不同時期採收的薜荔籽,與四種不同水質的結合,在三種不同材質的盛裝容器,交互產生的作用,發現紫紅皮未裂果的薜荔籽,與市售礦泉水的組合最佳,能夠成功的做出果凍。

延伸正多邊形的一邊一筆畫出各種圖形

從word2003的圖示中,我們看做畫圖時每次將四邊形其中一邊延長,其他邊的長度不變,然後畫出四個邊。按照這樣的方法可以畫出許多圖形。我們將每一邊編號後,發現各種圖形的延伸方向和代號有關。因為有一些結論可以從圖形的延伸方向來看。 接著,我們將研究重點放在起點和終點都在同一個位置的封閉圖形。因為這些封閉圖形的代號組合會形成環狀排列。 從環狀排列發現到一些結論:一組環狀排列只有一種圖形,圖形不同,代號不同。畫圖次數有幾組環狀排列,用不盡相異物環狀排列來算。哪些畫圖次數會有環狀排列組合,可用邊數的最小及次小質因數來算。鏡像圖形代號可以算出來。 最後,我們利用發現到的結論來做應用,畫出更複雜的圖形。

蓋世魔球---瓶蓋棒球初探

本研究旨在研發製作可強化穩定氣流的風洞,以及可有效測量瓶蓋受力狀況和周圍氣流的測試架,並以此進行瓶蓋棒球研究。研究結果發現,長度比為整流段:壓縮段:實驗段=4:9:3的風洞,可明顯穩定和增強氣流。以小風扇結合LM393、Arduino組成的自製風速計可有效測出氣流速度。瓶蓋旋轉對其上升力、向左力及阻力會造成不同程度的影響。瓶蓋轉動方向向上,飛行路徑會向左偏。最後並根據康達效應、馬格努斯效應與實驗結果,推測出瓶蓋以不同旋轉方向及飛行速度所造成的飛行軌跡。

菫兒藏奧秘,一葉知千秋

非洲菫葉光合作用型態以C3為主,本研究植株Eternal Orbit品種,表皮細胞與葉肉組織間有一層花青素,其光合作用型態有別於其他品種而呈現CAM。斑葉品系的葉綠素形成易受溫度影響, 平均21゚C為非洲菫成長最佳溫度,16゚C出斑面積最大;菫葉毛屬於單列細胞毛(uniseriate hairs ),毛內具葉綠體構造。上表皮與葉肉接觸部位,出現漏斗狀葉肉組織(funnel-shaped chlorenchyma)。,葉面組織切片顯示斑葉(variegate)為化學型色素體變異,局部品種有較厚的儲水細胞(Water storage cell),能耐較乾旱的環境。

繁星似海-圓上圖形最大值探討

我們在此次的主題「繁星似海-圓上圖形最大值探討」中,要探討在不同的圓上各取一點,並在這些有如繁星的點中,依照特定順序(順/逆時針)所連成的多邊形(以下圖為例)。這些多邊形有無限種情況,但周長及面積的最大值只有一個,因此我們的主軸圍繞在多邊形於周長與面積最大值時具有的性質。探討的主題主要分為四種情形: 1. 同心圓情形,凸多邊形最大周長時具有之性質 2. 不同心圓情形,凸多邊形最大周長時具有之性質 3. 同心圓情形,最大面積時具有之性質 4. 不同心圓情形,最大面積時具有之性質

正多邊形越來越「正」了,因為有「螺」!

1.本研究採用解析幾何方法發現,由正n邊形的特殊切割,發現了新正n邊形面積或與原正n邊形的面積比值都與切掉的小等腰三角形腰長或小正n邊形邊長具有特殊的二次函數的關係,亦即ωn[(r+x)2-(r+x)]+λn,其中ωn=nsinθ/2、λn=n/4 cot(θn/(n-2)),θn=(n-2)π/n ;也因此,當切掉的小正n邊形的邊長在一定的長度時,可得出最小第二層正n邊形,且此時所切掉的小正n邊形是最大的。 2.承1,繼續特殊切割,並重複這些動作往內部一直畫出越來越小的正n邊形,當層數夠多時,這樣的作圖最終會收斂成中間一點。最終取出每一層正n邊形對應的頂點,則頂點軌跡可生成等角螺線,經證明得其總弧長及所掃面積分別與最外層正n邊形邊長及 面積具一定關係存在。