第47屆--民國96年

報紙報導：大城鄉地層下陷速率快，是由於抽地下水。為了解大城鄉地層下陷的現象與地下水的關係，我們設計實驗和模型了解地下水的形成，及地層下陷原因和災害的研究。實驗證明地下水的形成原因及地層下陷後可能造成的傷害。透過模型更明瞭地下水與地質結構的關聯。利用網路資料，將歷年下限量統計分析。另實地探訪監測站、老舊房屋、新建築地基、路基、橋面的差異;以自製的測量地下水面高度的檢測筆，檢測地下水面下降的現象。依研究提出結論：（一）地下水有補償、流動及負載的特性。（二）實驗、訪查、統計與模型設計可驗證地下水與地層下陷的關聯。（三）抽地下水的傷害包括：地面下降、鹽化、房屋下陷、海水倒灌、積水不退等。

一、設計一自製動力車模擬真的車體，及底片盒製作簡易的引擎(燃料引爆室)，再改良點火槍作為類似火星塞的引爆裝置。二、以改造的點火槍點燃酒精動力車，藉以探討燃料種類、濃度、揮發時間及燃料體積等變因對動力車速度的影響，藉以找尋乙醇燃料所能發揮最大動力下的條件。三、由於氣體膨脹後的急速產生的威力遠大於液體，所以我們便著手探討揮發時間對動力的影響。結果顯示，揮發時間愈長，動力愈佳。但有一上限，約在２分鐘後，效果便無太顯著差異。四、由實驗結果得知，在室溫(20~25 度)時，乙醇燃料受引爆而產生的動力，會隨著濃度增而提升，而相同條件之下，80%以下的濃度則需提高溫度才能順利產生動力。五、在固定體積的引爆室(底片盒)中，添加的酒精體積有一定的合適範圍，太少量不足以引爆，而過量的效果並無較好。

感熱紙是一種遇熱就會變色的紙，但除了加熱，硬物刮或遇到酸鹼溶液都會使它變色。雖然稱為「紙」，卻不能紙類回收再利用。但我們可以利用感熱紙溶液遇強酸會變墨綠色；遇弱酸、弱鹼會變紫紅色；遇強鹼紫紅色會變淡消失的特性，將感熱紙回收再製為酸鹼指示劑。而塗上強鹼的白色感熱紙雖然不變色，但經過加熱後卻因此顯現出白色的筆跡，能製成神奇的隱形信件。

我們利用廢棄的資源回收材料，製作一部以風力為動力的風帆車，並且設計實驗來探討哪些因素會影響風帆動力車的行進速度，以及風帆車在不同風向時的行進能力。我們得到主要結論如下：若要使風帆車行進速度增快，帆面面積要大、風帆形狀要選用三角形，且帆面要有點曲度；風帆桅桿要在車身中間位置，重心才會穩定；車體配重要輕、輪子要小，輪子表面具平滑材質。風帆車的風向要避免行走在正逆風左右各約35 度角內，最佳風向角是90~120 度及相對位置的240~270 度，把風帆角度調整至風向線與車身龍骨線之間的平分線上前進，可獲得最快車速。

本實驗主要研究在不同密度的液體之間設計出一條細窄通道，使其發生交流振盪的現象，嘗試解釋其發生的原因，並找出下降(上升)高度變因的關係式，以及影響震盪週期的變因，實驗測量出的結果與理論推論的趨勢相吻合。

1. 地下水位的下降，會造成地層的下陷，而地層下陷後，海水會入侵土壤，造成土壤的鹽化。2. 抽取地下水也會造成地層下陷與海水的入侵，最後都會造成土壤的鹽化，而鹽化的土壤，硬度將會提高許多，不利農作物的種植。3. 在鹽化的土壤中種植植物，發現植物的生長速度較緩慢，含鹽濃度較高的土壤，種子甚至無法發芽。4. 土壤遭受鹽化後，即使加入大量的水，也無法讓鹽化土壤恢復原狀。5. 實地測試靠近海邊的土壤，發現土壤的含鹽量偏高，所以靠近海邊的土地所能種植的植物種類比較少。

此研究為探討圓錐曲線與弦的關係，主要分為兩大主題，一為探討在平面上一點與圓錐曲線所成之任一弦，其中點軌跡及按任一固定比例下所成之軌跡圖形與方程式；另一主題為研究圓錐曲線所有平行弦之中點軌跡及按任一固定比例下所成之軌跡圖形與方程式。經過研究有些軌跡方程式非常複雜，我們透過 GSP 與 Cabri Geometry II Plus等兩套幾何繪圖軟體協助觀察。最後得知主題一以弦中點繪出的圖形具有不變性，而按固定比例下所成的圖形看似蚶線(點在圓內)， 經過研究發現是不一樣的曲線(類蚶線)， 其他這類圖形似乎和擺線有一定的關係；主題二以弦中點所得的圖形為圓錐曲線之軸，而按固定比例下構成的圖形一樣具有不變性。

路上看到挖了許多小洞的廣告看板，激起了我們的好奇心，著手探討各種不同因素對大型看板穩定性的影響，希望找到一種可以增加看板穩定性的方法或建議。進行實驗探討獲得重要結論如下：一、看板上挖洞的總面積越大(包括挖洞數量增多或挖洞直徑變大)，風對看板的阻力就越小。二、看板如果只是挖洞在某一角落，會使看板的單邊受到較大的風阻，容易發生倒塌或破損，因此，建議挖洞最好挖在中央位置或帄均分布在整個看板上，不要因為避開圖文而挖洞在某一角落。三、在有限的看板面積下，可以設計『挖洞小而數量多一點、採全挖方式分布於看板周圍』的挖洞方式，將可以使看板所受風阻較小，增加看板的穩定性，又可以避開看板中央的圖文區域，達到最有效的設計與利用。

米象不會游泳，不喜歡有水的環境，喜歡窩在黑暗、狹窄的地方，對顏色無特別偏好，相對濕度 40%以下容易死掉。很少飛，一般以爬行為主，爬行時有負趨地性。受到驚動時常常會假死幾秒及鑽出米堆向外向上爬。在低溫及差的空氣品質下，米象會休眠、降低代謝以渡過不良環境，但不會被缺乏食物、日照長短、濕度降低等因素影響而休眠。存活率與休眠的時間成反比，而當日死亡數與休眠的時間及溫度下降量成正比。經實驗證明，乾燥的柚子皮、花椒、山葵、八角茴香、煙草、活用備長炭皆無防治米象效果，甚至蒜頭米、辣椒、老薑還會使米發霉變質，唯有將米放冰箱、在密封狀態下灌二氧化碳或加去氧劑，或降低相對濕度至 40%以下，才能徹底消滅米象。

為了要檢驗肉眼無法辨識的微小動態變化，例如：一小時內植物的生長量，或五分鐘內液體的蒸發量。本研究結合樂高積木與LABVIEW 程式的控制，並利用光槓桿原理設計出可自動測量連續性微小變化的儀器。自實驗過程中，不斷嘗試改進儀器的精密度可達10-3cm，成功測得一滴水可增加的液面高度，與五分鐘內液體的蒸發量；並且可以知道在一小時內植物的生長高度變化量。希望能改善全國實驗室難以在短時間內測得動態變化的狀況。