第43屆--民國92年

為了實際瞭解不同的建築物基礎設計與處理方式不同，進而探索建築物耐震能力與隔震效果的差異性為何？ 我們利用電磁鐵及電腦桌滑槽等簡易材料先自製了一模擬震動平台及具彈性節點之兩層式桁架。並將電腦連線的數位攝影機裝置於平台上， 以方便於震動實驗中同步觀測攝錄桁架淨變位之震動狀況。我們總共分有三大項的實驗， 分別研究三種的防震系統(橡膠柱防震、彈珠防震及我們所自創的新型防震)每三項實驗又分成兩小項分別研究各個實驗系統的功效與載重的影響實驗後再針對這三大項實驗來判別我們先前的假設是否成立， 並探討我們實驗的成果。

本研究專題為了瞭解灰塵的構造與成分，並加以了解灰塵是以沉降的方式或者是以靜電吸附方式，吸附在柱體上，且觀察吸附在柱體哪個表面上的灰塵較多，還有會不會因為風速的快慢，而影響灰塵的吸附多寡，另外不同的形體及表面光滑度、不同材質會影響灰塵的吸附情形嗎？在同一空間裡，不同高度的地方觀察灰塵累積的量，以便知道灰塵最容易吸附在哪一高度。經過我們的研究後，發現灰塵裡有岩石礦物、黴菌的孢子、塵?、花粉粒、植物的種子、棉屑、碎屑、其他任何可以懸浮或隨著空氣流動的細小物體，而灰塵沉降的方式並不一定，有因材質不同所造成之靜電，以及風速快慢和重力的影響，所以沉降方式都有所不同。我們發現越粗糙的柱體，灰塵越容易累積在上面；所以，空氣擾動、不同形體的接觸面積、風速的快慢、表面的光滑或粗糙、不同材質，都會影響灰塵的沉降與吸附，重力和靜電引力實為灰塵吸附的重要關鍵。

本實驗利用「閃光攝影術」，由拍攝桌球碰撞球拍拍面瞬間照片，希望能測量桌球與拍面的接觸時距、摩擦力、恢復係數。近年來，數位相機已經具有單眼相機所有功能，所有攝影參數可記錄調整，並且可以馬上看，作影像處理，大幅降低拍攝費用，若配合高速閃光燈，可以拍到重複曝光的照片，所有的數據由照片測量，是計算碰撞問題的新的構想，適用於所有球類的碰撞。所有球類以桌球最輕，速度很快，與拍面接觸時間很短，會受拍面牽引而旋轉，拍攝桌球碰撞瞬間是高難度挑戰。我們選定一種拍面，將拍面水平移動，桌球鉛直入射拍面，其摩擦力造成的力矩，使反彈的桌球在空中旋轉，由照片測量入射、反彈的位移、球心座標、旋轉的角度，並算出：1. 桌球與拍面的接觸時距?t=1/70~1/370 秒，當球速快則接觸時間較長。2. 桌球與拍面接觸可視為「純滾動」，其摩擦力與桌球對拍面的相對運動有關。 靜摩擦係數 0.06 ?μ? 0.10 ，若拍面移動速度快則摩擦力較大，碰撞後桌球旋轉的角速度較大。3. 恢復係數e=0.78，與桌球入射速度、拍面移動速度無關。

我們四年級自然科用的課本是康軒版，上學期第二單元是「磁力玩具」，裡面有一個主題是說：“將一個小磁鐵放入試管中，再將一個磁鐵從試管底端靠近，試一試有什麼現象？試管內的磁鐵在什麼情況下會升高？”老師先說明完之後讓我們自己操作，結果我們都覺得很新奇，我們實際操作的情形如照片。 為了對磁鐵的特性有更進一步的認識，我們利用下課時間去找老師討論，希望可以多了解一點磁力現象。經過討論之後，我們決定用「奇妙的磁力現象」來作為這次科展的主題。

我們為了改善生活環境，不斷的開發地球資源，但往往在開發的過程也製造了很多不必要的污染，這些污染時時刻刻影響著我們的生活環境。我們一直花很大的心思在開發資源方面，但卻很少人會去注意如何使資源可以再被利用。有一天，如果地球的資源被完全消耗掉了，吃虧的還是我們自己。本件研究主要是探討如何利用已經被當成廢物丟棄的洋蔥皮膜、福木枝葉、及枯乾的檳榔子來製作植物染，用這三種染材，改變染液的濃度、布料的種類、染液的溫度、媒染劑的種類等等，便可以染出許多種的顏色出來，而染出來的染布在經過事後幾次的清洗，也不會有很嚴重的褪色情況！這樣製造出來的染料幾乎不會有任何的污染，更具有環保的價值。

由於人體的胃腸器官在消化與吸收上，所扮演的角色不同。加上人體的位器官市在酸性環境中消化食物，而小腸則在弱鹼性的環境中吸收食物的養分。而一些有益人體健康的益菌，為了避免在胃中被胃酸所破壞，而無法到達小腸被吸收。就必須藉著『晶球』這件『保護衣』，才能通過胃酸的考驗，順利到達小腸而被吸收。因此，『晶球』的保護性也就更加的重要。

本實驗以外來種熱帶火家蟻 Solenopsis geminata 為研究對象，觀察其外型特徵、成員組成、在校園內的分布、生活習性及各種社會性行為等。同時在實驗室內飼養螞蟻，探討熱帶火家蟻對不同植物氣味的嗅覺反應，及對不同光線的視覺反應。實驗結果顯示熱帶火家蟻生活在有陽光、開放性、有陰影遮蓋的地區，蟻巢常築在乾燥的土壤下。成員包括工蟻、兵蟻和蟻后，社會性行為複雜，包括防禦、警戒、築巢、覓食及搬屍行為等。飼養螞蟻時以爽身粉來防止其逃脫之效果最佳。嗅覺反應靈敏，有濃厚刺鼻氣味的植物，如蔥、沒骨消和檸檬葉等能有效地限制其活動範圍。視覺反應不敏感，無法辨識光線種類，但對白光、紅光、黃光、藍光、綠光、紫光等皆具有趨光性，其中又以白光的反應最明顯，紅光反應最差。

本科學實驗為高職實習、專業課程範疇內，木材表面加工塗裝技術原理之延伸應用，希望以科學實證的方法，探究以不同加工塗裝過程，用以獲得之不同視覺意象效果。並以感性科學調查與分析之方法，進行科學實驗設計。本科學實驗依據木材加工塗裝專業技術之學習，我們將實驗設計成三個方案：一、 實驗一：木材塗裝後感性元素符號取得。二、 實驗二：感性意象實驗調查。三、 實驗三：感性驗證實驗。我們實驗小組一起討論出 25 種我們假設的所謂『感性形容詞』，希望藉由實驗一的調查，在這些形容詞中找出購買家具或自己 DIY 家具時，一般家具在塗裝後的顏色感覺，希望具有或應該具有之感覺為何。經過實驗一分析，我們共找出六種感性形容詞：厚重的、復古的、大方的、舒服的、柔和的、輕巧的。在實驗二中，我們依據現在生活上，一般消費者在 DIY 家具選作時，最喜歡選用之木材與顏色進行 33 種不同塗料配方，然後將其應用在木材表面上，與實驗一之結果進行感性意象調查。分析出大多數人認為具有相同意象之感性配方。在實驗三中，我們將實驗二的結果，應用在家具產品中，希望以科學實驗驗證之方式，證明其合理性與實用性。且所獲得之結果，除了『大方的』感覺，未能如預期效果外，其餘五組感性形容詞，符合大多數使用者之共同意象。實驗過程中有許多限制如及形容詞的選用、木材種類的挑選、底面漆的比重考量、染色劑的挑選等，都有許多種不一樣的配比方式。若要分析出較完整的配比，必須進行大量之配合實驗，因此本科學實驗以先期應用之分析計畫與方法技術選擇為主要目的，希望為日後延伸應用實驗進行初探。

本研究係配合國小數學科「整數的四則運算」及自然科「天平的操作」教材內容，在二位指導老師的引導下企圖透過數學演算「使用最少整數的加減」，得到最多的連續整數，並將演算結果應用到天平與砝碼的操作，改變傳統天平與砝碼操作的舊思維，從研究中發現出可以利用最少的砝碼，即可得到最佳的天平砝碼組合，研究結果並歸納出快速推算公式，我們發現這些關鍵的數字都是3的次方，其第n個數字的公式是3n-1。我們也推算從1到第n個關鍵數字這些連續整數和規律性，其公式為3n÷ 2- 0.5，也就是 (3n -1) / 2。 本研究利用來推算的數字僅止於整數部分，如果待測物的重量並非單純的整數，可能需利用到0.1～0.9的砝碼克數，當然，我們也可以由整數推算的經驗，設計出0.1、0.3、0.9克數的砝碼，使用相同的方式作本身及各數間加減的運算，可得到0.1～0.9的克數，同樣地，再往下延伸，也可依循相同的模式設計出0.01、0.03、0.09三種克數的砝碼，使用相同的方式作本身及各數間加減的運算，可得到0.01～0.09的克數，三位、四位、五位的小數克數也可依此規則類推。 最後本研究也提出建議往後國小自然科學的天平砝碼盒教具，其內含的砝碼克數，更改為0.01、0.03、0.09、0.1、0.3、0.9、1、3、9、27、81不同克數的關鍵性砝碼各一個，共11個。則我們可以測量的重量範圍將可由0.01克～122.43克。這就是我們設計出來經濟、快速、實用的砝碼盒。

本研究是以製作再生紙、特殊材料造紙及針對再生紙做一些厚度、韌度、吸水度、平滑度、防水測試，選出最佳的再生紙與防水塗料組合，製作再生紙、特殊材料紙的製品，如：小書、卡片、紙袋….等。此外特殊材料造紙過程，因材料特性不同產生很多變化，所以我們又針對竹筍殼造紙不同製程做研究。