第46屆--民國95年

本研究旨在製作一個停車場的帶客停車系統，以便車主到達大型停車場停車時，可節省繞場尋找空車位的時間及精神，經由車位上方之燈號顯示及車道之箭頭燈號指示，引導車主直接把車子開往空車位。本研究使用 89C51 單晶片為控制器，經由紅外線感測器感測車位狀況，若為空車位則車位燈號亮，並將資訊傳回單晶片，再由單晶片依該排車位狀況顯示空車位數量及控制車道顯示箭號。另外使用 VB 撰寫程式，將由車道控制單晶片傳來的資料分析運算後，透過螢幕將停車場實況顯示於停車場入口處，供車主參考。本研究得到以下之結論：一、自製完成一個節能帶客停車系統，可減少車主尋找空車位之時間。二、自製節能帶客停車系統，以每部車平均耗能（10 公里/公升）計算，每位車主在尋找車位時若少開 10 公尺之距離，可節省 0.001 公升之汽油。三、自製節能帶客停車系統，因可節省燃油故可減少汽車之排放污染。以國瑞汽車工業股份公司之CAMRY 2.0G 為例，若尋找車位時，每輛車每多開1 公尺約排放0.43mg 之CO、0. 036mg 之NMHC、 0.01mg NOx 以及0.046mg 之NMHC+NOx。

常常在數學競賽中，會看到這種題目：「n 條直線最多可將一個平面切成幾個部分？」一般的人遇到這種類型的題目常要思考一下子，才能想出它的規律，所以我們針對這個主題做研究。

本文稱一個小三角格的三個頂角的方向和大三角形的頂角方向相同為上三角格或上三角形；而稱另一種為倒三角格或倒三角形。求解包含著任意一個小三角格的大大小小上三角形總數，我們簡稱Us。稱求解倒三角形總數為Ds。 （一）任意 1 單位上△MaNbLc 的Us=a×b×c (其中a,b,c 依次為直線M,N,L 的足碼。) （二）任意 1 單位倒△MaNbLc 的Ds=(a-1)×(b-1)+(a-2)×(b-2)+…1×[1+(b-a)]-w(上式中設 a1 到三角格最接近的頂點有p 個點，N1 到最接近的頂點有q 個點) Ds=p×q+(p-1)×(q-1)+(p-2)×(q-2)+…1×[1+(p-q)]-w (式中 q > p) 或Ds=(1+2+3+…+p)×q-[1×(p-1)+2×(p-2)+3×(p-3)+…+(p-2)×2+(p-1)×1]-w （三）漩渦區：在邊長單位數 n 為偶數時，落在倒△Mn/2 Nn/2 Ln/2 之內的任一倒三角格。求Ds 值時必須減去一個特定值，我們稱為w 值。其餘倒三角格w 值為零。同理 n 為奇數時，在倒△M(n+1)/2 N(n+1)/2 L(n+1)/2之內的任一三角形亦然。對此區域我們不知是否有什麼特殊專有名稱，我們稱之為漩渦區。 （四）漩渦區的 w 值特性： ＊n 為偶數時，第一圈w1=1+2,第2 圈w2=(1+2)+(1+2+3+4) 第 k 圈wk=(1+2)+(1+2+3+4)+(1+2+3+4+5+6)+…+(1+2+3+…+2k)=(1×3)+(2×5)+(3×7)+…+k×(2k+1) ＊n 為奇數時，第一圈w1=1,第2 圈w2=1+2+3 第 k 圈wk=1+(1+2+3)+(1+2+3+4+5)+…+(1+2+3+…+2k-1) =1×1+2×3+3×5+4×7+…+k×(2k-1) ＊漩渦區之外的倒三角格w=0。

藉由同學的一瓶竹炭洗面乳，觸發了我們研究竹炭特性的好奇。而在學校的自然課上過「物質的變化」，我們知道竹子變成竹炭想必是屬於不可復原的變化，只是沒想到經過這變化竟然能使竹炭搖身一變成為消費者的新寵兒。既然老師常常告訴我們科學必須對人類有所貢獻，我們為了幫助班上的同學釐清他對竹炭粒子的迷惘，我們由自製竹炭開始，一步步地和竹炭有了親密的接觸。經由激烈的討論和實驗觀察後，我們發現竹炭粒子確實擁有一些特殊能力的唷！

在二年級時，老師曾在黑板上出了一道題目… … {A = 12□ 22□ 32□... □ 20032□ 20042□ 20052? 0 ，□ 內任意填入+ 或－，則求A的最小非負整數值為何? }，但由於 2004 個□中，光是正負符號的填入方式就共有 22004 種，所以第一步我們決定先找出連續正整數之n次方值間的加減符號規律 ( n?Ν)，使進行加減法運算後所得之結果為零 。藉此可縮小所應討論的範圍。 [其加減符號規律如下] n=1 時 ，11 - 21 =-1， -31 + 41= 1 ? 11 - 21 -31 + 41= 0 由上式我們發現兩數一組，兩組相消 n=2 時 ，12 - 22 -32 + 42 - 4，-52+ 62 +72- 82 - -4 ? 12 - 22 -32 + 42 -52+ 62 +72- 82 - 0 由上式我們發現四數一組，兩組相消 … 接著我們針對題目 … … {A = 12 □ 22 □ 32 □... □(T2 - 2)2 □(T2 - 1)2 □T22? 0 ，□ 內任意填入+ 或－，則求A的最小非負整數值為何? } 去探討後發現觀念甲：當T2被4 除後餘1 或2 時，A 的最小值不可能為0【參閱附件二】，於是我們分類型去探討，發現在八種情況之下，其所對應之最小A 值非1 即0？ 最後，我們再進一步將原題目推廣至 … … {A = 13 □ 23 □ 33 □... □(T3 - 2)3 □(T3 - 1)3 □T33? 0 ，□ 內任意填入+ 或－，則求A的最小非負整數值為何? } 值得一提的是 ─ 事實上，我們不只可以知道其A 的最小非負整數值為何，甚至於可以找出一組其加減運算過程中□內的＋、－符號的排列順序。

我們改進求恢復係數之方法:以指向性麥克風錄下球及珠子掉落與連續反彈後掉落之聲音，以 Adobe Addition 軟體分析，此軟體是依照時間先後列出聲音之強弱波形，以滑鼠指在波形高?處，電腦即跳出該處之時刻，兩高?間之時間比值即是恢復係數。依此方法求出大小不同的鋼珠撞擊大理石板，大者恢復係數稍小一點。為何如此呢？為了控制溫度，我們製造簡易恆溫箱。低溫的測量則是進冷凍庫作實驗。結果是鋼珠與大理石板之恢復係數只有在低溫時有明顯降低。塑膠珍珠與大理石板之恢復係數卻只有在高溫時有明顯降低，此時塑膠珍珠可能受熱變得較軟。每一種球類比賽的使用球，都需知其恢復係數是否合乎標準。我們提供了一個簡單又準確度高的方法。

自古大氣和海洋就與人類生活息息相關，大氣及海洋都屬自然界的流體，循著\r 流體力學規律運動，但大氣及海洋不同於一般流體的是它存在於地球自轉背景的環\r 境，故本次科展，我們著重於討論流體在重力場環境、與科氏力作用下之動力學。\r 本實驗運用旋轉水槽以及適當的類比條件產生一渦漩流場，產生類似於自然界\r 中的颱風流場，並比較以攪拌方式及吸取方式產生漩渦的不同特性。經不斷實驗我\r 們決定採用吸取方式產生單一漩渦，待吸取停止後針對各外在環境因素分析比較渦\r 的發展，試探究各外在因素對漩渦發展影響。\r 實驗方式藉由注入染料方式記錄流場三維立體特性且運用攝影機拍攝完整漩渦\r 生成及發展過程，以求出運動軌跡。

要了解葉子飄落有無規律，我們搜尋幾種葉子，加以分類，再分別釋放，觀察其落下的情形。結果發現，業原有翹起的，其落下的路徑較穩定。為了精準的控制變因，我們用正方形的紙張，分別將其四邊折起一小段來觀察其落下的情形。結果發現，吳折邊的紙張落下會翻滾亂飄。有折邊的紙張，會向折邊的中點位置飄去。我們利用簡易風洞來探討折邊紙張的運動原因，首先在風洞下方燒樹枝製造煙霧，在觀察紙張周圍氣流流動情形。結果發現氣流經過紙張後，會向中心捲入，撞擊紙張折邊，使折邊紙張向固定方向飄落。接者改用折兩邊的長方形紙張來做實驗，竟然會旋轉，而且剛開始旋轉方向和後來旋轉方向相反。經過仔細研究才發現，剛落下時速率慢，阻力小，捲入的空氣推動長邊的力量較大，所以由長邊轉向短邊。當落下愈來愈快時，阻力大於捲入空氣的推力，使阻力推動長邊的力較大，改向反方向旋轉。由以上的實驗我們終於了解折邊紙片落下的原因了。

本研究旨在探討磁場對電鍍量的影響。實驗改變磁鐵形式、排列方式與方向、磁場距離、電解液離子價數等變因進行探討。結果發現馬蹄形磁鐵產生之磁場易干擾離子而使電鍍量減少；棒狀磁鐵依排列方式與方向不同而對電鍍結果產生不同影響。進行研究，宜用棒狀磁鐵。改變磁鐵位置及方向研究顯示電鍍結果受磁鐵位置及方向影響，磁場產生作用力與離子移動方向相反時，離子受干擾以致於電鍍量減少；反之，若方向相同時，則有利於電鍍生成。多數外加磁場無論方向為何，電流量多會增加。若磁場排列與方向會減少電鍍量者，磁場距離變近，將使電鍍量與電流量增加，反之則然。而陰陽離子之電荷乘積越大者，離子間靜電吸引力越強，電鍍量與電流量較小。然本研究發現：部分排列方式與方向變因其實驗結果之電流量與電鍍量關係相反，依本實驗設計無法探究原因，須再進一步深入探究。

本研究利用地面測站之逐時氣象資料與颱風警報單，探討自 1961 至 2005 年颱風中心曾登陸台灣之颱風樣本，希望探討台灣地形對颱風副中心形成之影響。本研究分析結果數項如下：一、利用不同緯度的地面測站進行海平面氣壓趨勢比較，可以大略推測出颱風在登陸台灣陸地前後是否在除了原颱風主中心之外，亦可能產生另一低壓副中心。亦可以手繪等壓線圖來加以輔正副中心之形成二、不同侵台路徑之颱風都有可能產生副中心。三、颱風副中心出現在Ｌ２區（台中、嘉義附近）的機會是最多的。四、颱風副中心形成區不同，其原主環流類型亦是有所不同。五、各類型副中心位置的雨量在副中心出現當時與前後各三小時內，雨量並不明顯。若從風速的氣象因子分析來看，副中心出現弱風(風速在 2m/s 左右)的機會相當高，此與颱風主中心附近強風豪雨情形有所不同。六、利用雙水槽實驗的方法可以產生一穩定的漩渦來模擬颱風的環流，並且利用台灣模型可以發現颱風外圈氣流受地形阻擋有繞山或是爬山等現象，以嘗試解釋颱風在中央山脈背風側形成副中心的情形。