第46屆--民國95年

在數學課中因為介紹多邊形，讓我們引發對形狀的興趣，再加上學校宣傳物—正十二面體存錢筒的接觸，使我們展開了對正多邊形在平面上和空間上的研究。我們研究了正多邊形在平面上與空間中的組合問題。研究後發現只有正三角形、正方形、正六邊形等圖形，因為其內角角度數是360 的因數，所以可構成平面；一層一層的平面圖形所需要正多邊形個數記算方式，推論如下：正三角形【(3n2－3n) ÷2】＋1；正四邊形【(4 n2 －4n) ÷2】＋1；正六邊形3n2－3n＋1，此結果可讓我們運用在地磚的鋪設上。而可構成正多面體的條件是正多邊形的單一內角角度3 以上的整數倍須小於360°，實驗結果發現只有正三角形可構成正四面體、正八面體、正二十面體；正四邊形可構成正六面體；正五邊形可構成正十二面體，此研究在建築界有很大的幫助。

三角形的內心I,向外部或向內部作”過三頂點與I 連線的垂直線”時，I會成為新的三角形的垂心或外心，而且依內、垂、外心的次序循環。新三角形的外心與I 共線，與尤拉線存在特殊的關係且三角形間相似。

本研究透由一系列的實驗，研究不同的食品、藥品及溫度對草酸鈣沉澱的影響。我們發現鈣的沉澱量大於鎂的沉澱量。豆腐和菠菜的鈣及草酸濃度低於以化學藥品配的鈣及草酸，故以化學藥品配的鈣及草酸，沉澱量較多。加熱至 90℃以上，可以防止草酸與鈣結合形成草酸鈣。

月曆上的數字會隨時間流逝，我們試圖觀察並展現出月曆中等差數列數字間的規律，並在月曆上畫出二維平面對稱幾何圖形找出變化規則，讓大家了解日曆數字的變化的規律過程，也讓學習的過程更為生動、多元有趣。

研究全程針對布袋蓮的「氣囊」，做了不少觀察和實驗，主要在探索布袋蓮氣囊的生長過程、位置和功用。布袋蓮的「大肚子」其實是葉柄特化成的，實驗中測試它的比重，浮力之大致使布袋蓮成為有效率的漂浮性植物。接著實驗走入布袋蓮氣囊裡面的世界，除了浮力，氣囊的密室構造、氣囊特有的生長方式、氣囊集散氣體的神奇可能，都在實驗歷程中一一浮現。任何一種生命，上帝都會送給它一件特別的禮物，布袋蓮一定也有，至少它奇妙的氣囊，就是其中一件。

從酸鹼指示劑的試驗出發，轉變為拈花染草，整個研究過程充滿趣味與驚喜，例如綠色的葉、彩色的葉，形成的染料都是亞麻色；彩度高的花朵不一定染出高彩度色彩，花花草草竟有這麼多的奧秘。原先想把全校的花花草草都摘來煮成染料，摘著！摘著！竟然不捨，得要足夠的量才能做出染料來，但是這些花一年才開一次呢！再三掙扎後，為了讓研究有結果，我們改以取樣的方式進行，雖然與我們原本的想法有落差，但是歷經多日的拈花染草，我們的研究也有了豐碩的成果。

本研究以孟宗竹、苦竹及麻竹三種竹材，經微觀實驗得知350℃(一次碳化)前脫出物以水及竹醋液為主，由滴定試驗測得一次碳化之竹炭水pH=7.69 小於市售竹炭水(pH=8.30)\r ；因BET(54.7㎡/g) 較小，使每克竹炭除氯量僅有0.001克 ，且焰色試驗不明顯，故進行二次碳化750℃(1)。麻竹含水率低(14.3%) 但結構鬆散(0.22g/cm3)\r ；苦竹雖結構緻密(0.43g/cm3) 但含水率高(30.1%) ，兩者體積收縮率大(25.13%及23.11%) ，皆不適合燒製竹炭；孟宗竹含水率較低(10.7%)\r 、體積收縮率小(19.29%) 、結構緻密(0.42g/cm3) ，可得較佳之竹炭。由焰色試驗及原子吸收光譜測試結果證實竹炭水中含有Ca2+、Na+、K+ 等離子，但Ca2+與Na+顏色相近，因此先以Na2C2O4\r 使Ca2+沉澱，再進行焰色試驗以確定Ca2+存在。由HCl 滴定試驗得知二次碳化之竹炭水pH=9.60且BET為195.2㎡/g，使得除氯量較大(0.021克)，因此得知竹炭不但可放出鹼性鹽類，也可吸附Cl-，使pH值上升；由一次及二次碳化後之竹炭外表長寬變化推知，一次碳化屬纖維間空隙，表面積較小；二次碳化屬纖維內斷裂，表面積較大，這可由表面積\r 測試結果(54.7㎡/g,195.2㎡/g) 得到驗證。

宜蘭縣海岸線全長 106 公里，絕大部分地區屬於侵蝕海岸。而影響海岸變動主要因素?波浪、潮汐、水力及風力等作用力；另外宜蘭縣海岸東向寬廣太平洋，每年颱風期間的暴風巨浪更在瞬間就可能使海岸地形完全改觀。經過實地探勘及資料的蒐集發現，現今宜蘭海岸線已施作的海岸保護工法包括了：突堤、傳統海堤、拋石堤、編籬定沙及沙丘植生等工法。因此我們利用自製的造波水槽的模型試驗方法，想了解波浪與漲退潮的營力對於海岸侵蝕所產生的影響；以及針對拋石堤這種近自然的工法，對於波浪所產生的防護作用。利用造波水槽，產生不同波長的人工波浪，並且經過實驗研究發現：位於深水區與淺水區的海床砂子受到海浪作用而呈現不同的運動方式，另外在拋石固砂的研究方面，不同的拋石排列方式、形狀以及不同間隙大小，觀察波浪對其所產生的侵蝕與堆積效應。

本研究利用寶特瓶製作好玩的環保水箭，藉由氣壓水箭的升空飛行實驗，體驗壓力、發射角、裝水量、箭頭配重或加長處理、噴嘴口徑的大小、噴嘴長度的變化、箭體總重量….等對飛行的影響。從實驗中發現：壓力愈大具有較大的衝天動力，而噴嘴口徑愈大瞬間推力大，可是很快就噴完了，而且此時的空氣阻力也比較大；箭頭若太輕難以抵抗空氣阻力，太重則會提前墬落，所以箭頭重量要輔以裝水量之多寡來調整；裝水量太多會太重而影響飛行，壓力艙內氣體與水的比例約為 3：1 時較佳。我們設計多款創意水箭，將它應用在陸地與水中，不斷創作與改良，實驗中對空氣阻力、浮力、水壓力、摩擦力有初步概念，是另一層面的收穫。

台灣是一個海島，海洋資源豐富，尤其波浪是海上力士，蘊藏著巨大的能量，因為能源即將短缺，所以我們要尋找替代能源以應能源危機。波力發電是一種新型的海洋資源，雖然還有很多難題，但我們還是努力的去試驗與探討。我們利用伯努利原理與應用牛頓第三運動定律作用力與反作用力，模擬波浪上下起伏推動閘門，噴出高速氣流推動渦輪機，帶動發電機發電的神奇波力。於是共同設計製作簡易潛水艇渦輪發電機，在上浮下潛或陸地上測試流體的速度產生的氣流能否推動渦輪發電讓燈亮起來，並以電纜線送電至遠方以提供海洋上的船隻在大自然的環境中得到適當的能源。