第60屆--民國109年

彈珠撞擊釘子的運動方向與四年級力與運動的課程相關結合五年級的資訊課Scratch的程式，將實體的運動方式，以虛擬的程式呈現。我們發展多元釘板的彈珠檯，以便於觀察與討論彈珠在受力後運動的情形。實驗中藉由牛頓運動定律改變檔板弧度、彈珠彈射力道等變因來操控彈珠的方向，設計五種不同弧形檔板；利用彈力公式，彈簧在不同伸長量會產生不同的力，找出最佳的中間型鐘形分配圖。 以我們現今最方便的手機彈珠檯遊戲切入，再進行實體的探究。我們先以文獻的討論，了解彈珠的落孔情形，進而分析、比較彈珠的進洞機率，以研究中間型鐘形分配為主，改變釘子排列與檔板的弧度配合不同的力量找出作符合實驗期望模式，再以Scrath依探究結果設計出彈珠檯遊戲。

市售涼感巾涼感原理是靠聚酯纖維表層的塗布或是改良不同織法來增加涼感效果。 但是聚酯纖維本身不吸水不透氣，所以在材質的選擇上與人體能感受到涼感的原理不同。 本研究拋開改良紡織品的想法，直接從涼感原理著手，透過海藻酸鈉與氯化鈣交聯反應產生的高分子聚合物製成涼感巾，我們稱它為親水反應膜涼感巾。透過實驗測試，我們找出了最佳的濃度配方為海藻酸鈉2%與氯化鈣1%交聯反應5分鐘，以這配方製作的親水反應膜在瞬間涼感、持續涼感、水分滲透速度與可扭轉圈數各項參數裡表現皆優。 親水反應膜是高分子聚合物有優良的吸水效果，它可以把水分鎖在高分子網格內，因此也具有良好的保水性。既能吸水又能保水，所以涼感效果遠優於市售的涼感巾。

眾所周知，「如何使用三種不同邊長的正三角形，去拼出邊長最小的正三角形？」這個問題是困難的。本文限縮在分層或拼接的拼法下，探討此問題，並得到了答案。解決過程中牽涉到正整數解的存在性問題──如何找最小的正整數z，使得方程式ax+by=cz 有正整數解，其中a、b、c為三種正三角形的邊長。

飽和氯化鈉水溶液加入乙醇，會因氯化鈉不溶於乙醇而產生沉澱，進一步分析氯化鉀、氯化銨、硫酸銅、硫酸鎂、硫酸鈉、硝酸鉀等溶質。根據實驗結果分析發現，該溶質溶解時與水的結合方式、氫鍵強度、水合能、晶格能跟析出比有相關性。能與水產生分子間氫鍵的溶質，若氫鍵強度弱於乙醇與水間的氫鍵強度，則溶質析出比會較高，例如硫酸銅。溶質的溶解方式若以水的極性為主，其水合離子內的作用力為離子–偶極力，在加入乙醇後的析出比會少於有氫鍵影響的溶質，例如氯化鈉。根據各溶質的析出比可發現，離子半徑及電荷越大，析出比越高，如：硫酸鉀的析出比大於硫酸鈉(離子半徑)，而硫酸鎂的析出比也大於硫酸鈉(離子電荷)。

觀賞球類比賽時曾思考球的飛行路線為何會突然發生偏轉，產生意想不到的運動軌跡？查詢資料發現「馬格努斯效應」是流體力學中，因「白努力定律」所產生的現象；在壓力差的存在下，會使旋轉的運動球體（圓柱體）產生位置的偏移。我們先利用保麗龍的飄動，驗證了白努力定律中因速度差產生的壓力變化，接著利用2種不同的實驗，證明旋轉的圓柱體運動軌跡會因壓力差而產生路徑的改變；最後我們以「紙杯」來設計實驗，利用橡皮筋來纏繞紙杯並提供飛行時的動力，就像空中旋轉的陀螺。我們利用不同的操作變因，探討運動軌跡的變化，希望找出在空中能飛行更久、更遠的簡易飛行器，如果日後能克服重量的問題，也許不久的將來就能成為空中Ubyke。

本研究利用自製包覆薄膜裝置，在濕粉圓表面包覆雙層海藻酸鈣薄膜(內層1.0%海藻酸鹽+外層0.5%海藻酸鹽)，經自然乾燥製成新型粉圓，可浸泡冷水不會崩解或破裂，且水分完全滲入粉圓內部僅需25分鐘；新型粉圓在泡水25分鐘後，其內部水分含量高達51.67%。新型粉圓要達到100%煮熟率之時間，僅乾粉圓的37.80%、濕粉圓的42.75%，省時效果十分明顯；而所消耗電能，僅乾粉圓的25.57%、濕粉圓的28.81%，節能效果極為顯著。新型粉圓經全質構分析(TPA)之彈性已達到商品化之水準，並經官能品評驗證，受試者對新型粉圓各項目之喜好程度均優於濕粉圓。最後，測試新型粉圓之水活性僅為0.684，其Aw值明顯低於一般微生物生長界限0.8，可在常溫下長時間貯存。

我們以小扁頭蟋蟀、台灣大蟋蟀、烏頭眉紋蟋蟀、家蟋蟀與黃斑黑蟋蟀等五種蟋蟀成蟲為研究對象，利用壓克力觀察箱與GoPro7攝影機，以120fps高速攝影蟋蟀的垂直跳躍與水平跳躍，總計完成804部影片上傳至youtube的影片編輯器，以0.25倍慢速播放紀錄分析，找出跳得最高、跳得最遠與最會跳的蟋蟀。 最後總計完成109隻蟋蟀外型特徵、垂直跳躍高度與水平跳躍距離的分析，結果顯示：1.家蟋蟀的後腿/體長比最大，是「長腿王」；2.家蟋蟀的垂直跳躍高度（體長數）最高，是「跳高王」；3.家蟋蟀的水平跳躍距離（體長數）也最遠，是「跳遠王」；4.接受刺激後的跳躍率，眉紋蟋蟀是垂直跳躍的「跳跳王」，小扁頭蟋蟀則是水平跳躍的「跳跳王」。

我們在校園作螞蟻種類調查，發現了六種螞蟻。接著我們探討螞蟻喜愛的食物，發現長角黃山蟻最喜歡的食物是肉鬆，而黑頭荒蟻最喜歡的食物是棒棒糖。對於長角黃山蟻而言，肉鬆味道濃且輕巧，可以很快搬食，而且數量不同的長角黃山蟻都有特定搬食的方式。如果數量越多的長角黃山蟻加入搬食行列之中，前進時會讓整體速度加快20%以上。最後我們作了人工蟻穴，模擬長角黃山蟻搬食通過不同形狀的洞口，發現皆有其不同的因應策略。

生質酒精之酒精濃度、溫度、糖度及pH值都會影響或抑制酵母菌的發酵。以廚餘米飯來製備酒精最佳重量比例為酵母菌：米飯：水＝1：100：100，環境條件為pH=6、溫度25℃為佳；有些水果成分中含有抑制發酵之成分，故不是每種水果皆可發酵酒精。甘蔗實施三次蒸餾後酒精度可達70%，最佳重量比例為水果酵母菌：甘蔗汁＝1：50，環境條件為pH=6、溫度15℃為佳；茶葉酒精則以發酵度較少之茶葉與其梗為原料較佳，茶葉之枝比葉好-金枝綠葉，前處理以0.5％KOH加5％Ca(OH)2在60℃超音波震盪1hr後以微波加熱90秒，再加入硫酸調至pH＜1，超音波震盪1hr再放置24hr以上等步驟為最佳前處理水解糖化程序。

本研究發現市售的防災頭套在受到掉落物體撞擊時，保護效果其實並不好，只能抵禦很輕並且不高的掉落物，若是地震發生時，手邊剛好有其他的護具(如機車安全帽等)，應該優先使用護具，如果沒有護具，則建議選擇堅硬的材質當作外層(例如精裝書、塑膠、不鏽鋼等)，內層墊著手邊有的任何3cm厚的緩衝材(如記憶枕、毛巾衣物、氣泡袋等)，效果都比防災頭套還要好喔！也可以利用資源回收的材料按照我們的研究結果自己製作不花錢的防災頭套，讓你面對地震時也有一「套」！