第46屆--民國95年

風車轉動的快慢，受到風力的強弱以及其本身風車構造的影響，我們想了解風車的構造在什麼情況下轉得最快，希望能在實際應用時可以發揮最大效能。我們先固定風力強弱及風的來源，以電風扇與厚紙板製作風管（半徑 20 ㎝），在風管內部放置吸管，以增加風的穩定性。我們先從受風的角度實驗得知：風車在受風角度為 0 度，即正面受風時，轉速最快；接著進行下列實驗：改變風車的葉片數、面積的大小、重量及剪去風車部分面積，了解轉動最快的風車構造為三片葉片、風車的半徑為 10cm、用厚 0.3mm 膠片加六層塑膠膜，風車形狀以保持 A 區，而 B 區剪去以 R 為圓心畫弧的部分面積，所得到風車轉動最快。

馬利筋(Asclepias curassavica L.)是普遍栽植在校園或公園裡的食草兼蜜源植物。它跟授粉者有互利共生的關係，花朵構造特殊而且需經過一連串機制才能完成授粉。馬利筋的雄蕊與雌蕊癒合成一個特殊的蕊柱(gynostemium)，藉由構造上的導引讓授粉者能把花粉塊從管狀雄蕊中抽出來，再經過粉塊柄(translator)散失水分後而扭轉。然後花藥單位被帶到另一朵已經空出相對位置的蕊柱上，花粉塊碰到柱頭而達到授粉的目的。樺斑蝶與馬利筋的共生關係很巧妙的完成了傳粉的目的，但是結果的機率似乎不高。不過因為植株本身有毒、無性生殖能力強、一個果實有多個種子以及種子有毛能隨風飄散等條件，所以還是使得馬利筋順利的在台灣繁衍下來。

有 x 瓶牛奶，要排在 n×n 的正方形牛奶箱中，要如何排，才能使得牛奶箱中的(1)每行每列皆為奇數瓶(2)每行每列皆為偶數瓶(3)行列中一邊為奇數瓶，另一邊為偶數瓶。要回答上述的問題，可實際上去排一排，或經由解聯立方程式，得知行列瓶數的組合情形，再去排列。除此之外，是否可找到一種不經由解聯立方程式，就可以操縱排牛奶瓶的方法？此為本研究的目的。最後再進一步推廣到長方形。

攝影大師郎靜山曾說：「顯微攝影與天文攝影為科學攝影之一環，需要特殊設備與技術。」(12)，但是本研究的結論，是使顯微攝影變得十分簡易。本研究使用簡易型數位相機，在不需添購任何昂貴的設備或配件下，外加一個自製的紙套筒，結合普通的光學顯微鏡，來達到顯微攝影之目的。

我們實驗的靈感是來自洋紫荊的豆莢，藉著已學過的種子萌發與幼苗生長的資訊，我們想要來探究在固定環境下種子在豆莢內分布對種子萌發的影響，有可能就好比輸水的配給方式，水分或養分的吸收而有所不同；我們先設計實驗，測出對於種子萌發最好的環境，再分別種植大量的種子，紀錄並比較前、中、後不同分布位置種子的萌發情形；因為在類似水廠配給下，就推測在較接近豆莢蒂頭部份的種子會較容易萌發。

本研究針對利吉惡地進行探討,研究此區之泥岩含水量、有機質含量、pH值、比重、可溶性陽離子含量、滲水特性和該區之植物種類，並探討坡度、水量對沖蝕率、山脊密度和勾痕形成之影響。研究結果發現：(一)表層泥岩含水率較高，深層泥岩最低。中層泥岩之有機質含量較高，表層與深層泥岩較低。各層泥岩pH值約8.1；無植被採樣點之pH較高，有植被採樣點偏中性。有植被採樣點，其Ca2+含量較高。(二)此區共發現十九種植物，其中銀合歡、相思樹屬優勢種。(三)坡度增加時，沖蝕率亦增加；水量增加時，沖蝕率、溝痕寬度也隨之增加，兩者呈高度正相關。第一區坡度較緩，山脊密度較大，第二區坡度較陡，山脊密度小，表面較平坦，溝痕較淺。

我們以生活中常見的食品，如：蕃茄醬、醬油、醋等酸性物質，對監獄中的鐵窗進行侵蝕模擬，針對不同金屬（鐵、不鏽鋼、銅、鋅、鋁）腐蝕情形進行實驗。其中本組與歷屆科展實驗較不同的是－通上了直流電，我們意外的發現了蕃茄醬、醬油及醋的腐蝕性極佳，其次是味精水溶液。而以鹽水來說，金屬的體積不減反增。關於通上直流電的實驗我們發現以金屬充當兩極也有可能造成腐蝕情形，結論為味精水溶液的腐蝕性極佳，便以它當作電解液來實驗。結果意外發現活性小的銅用此種方法的腐蝕效果極佳，而鐵的作用也不差。我們實驗的五種金屬的最佳腐蝕方法如下：一、 銅在味精水溶液中作為兩極的腐蝕效果極佳。二、 鐵普遍會氧化，在味精水溶液中作為兩極的腐蝕效果極佳。三、 不鏽鋼在電解的醬油和蕃茄醬中效果最佳。四、 鋁在電解的醬油和蕃茄醬中效果最佳。五、 鋅普遍在酸性溶液中腐蝕效果都不錯。

當人們把建築物加高時，漸漸了解只靠強化房屋的結構並不足以抵抗強風的破壞。此時，阻尼器就誕生了，阻尼器能夠有效減緩房屋的搖晃幅度，可以避免強烈搖晃使房屋結構遭受破壞。我們的研究主要是探討阻尼器對大樓晃動降低的成效，並改變各種變因來得到阻尼器最有效的形式。常用的阻尼器分為三大類，分別為被動是阻尼器、自動式阻尼器及半自動式阻尼器。在我們實驗中即利用被動式阻尼器及半自動組尼器兩種來做模擬，並以自製模型大樓做測試。實驗結果發現阻尼器的確可以有效降低大樓晃動情形，且因阻尼器形式不同，而有不同程度的減震效果。半動式阻尼器比被自動式阻尼器中的風阻尼器與液態阻尼器瞬間降低大樓晃動效果來的好。而在半自動組尼器實驗設計方式與正式規格不同，而造成大樓晃動時間稍微延長。

由EdouArd LuCAs 提出的「河內塔問題」:一平面上豎著A、B、C 三根木樁，其中的木樁A 由上而下套著由小而大的N 個相異的圓盤，如下圖： 假設我們想要將這幾個圓環由木樁A\r 搬到木樁C，而且搬動過程受到以下三項限制：一、一次只能搬動一個圓環。二、每次搬動都須由某根木樁搬到另一根木樁，圓環不能被暫時放到其他地方。三、對任何木樁上的任意兩個相疊的圓環而言，上面的圓環一定要比下面的圓環小。藉由這個基本的模型問題來推論出不同的變形問題，所以在下面的本文中介紹了四種推廣類型，而在推廣討論四的部分，由於時間的匆促，我們並沒有做出完整的推論，這是比較遺憾的部分，也希望藉此能引發更多的人對其餘不同的變形問題能做更深入的探討。

我們觀察海洋生物的甲殼構造，發現許多甲殼有許多空隙，進而研究這個問題。一個柱體的承載重量大小，由壓力等於重量除以表面積可得知，柱體透過製造空隙使得「縱面」能支撐較大的力量，「橫面」也因為表面積的擴大而可以支撐更多重量，也可以與重量向下壓所造成彎曲變形的的力量相抗衡；半徑加大，深度加長為擴大表面積。希望經過我們這一項研究，能將建材減少到最低，讓柱子承載更大的重量，讓小小的柱子創造奇蹟。