第48屆--民國97年

轉槳在水中旋轉會產生水漩渦，轉槳的形態不同產生的漩渦形態也不同，本實驗透過\r 自己設計的各種形態地轉槳來探究所產生的漩渦形態、下拉力量、旋轉力及水流形態。

我們因被伸卡球吸引著，而開始這次的研究，它的偏向原理，可由翰林版自然與生活科\r 技第五冊9-1 節的白努利原理解釋，首先我們從影片中分析王建民的投球動作、風格及各種\r 球路的特性，我們也量出球體的偏向距離，並估算出偏向力的大小，接著進行了下列三個研\r 究。一是球體旋轉方向和飛行偏向的關係，我們將球體和小馬達結合，並固定在彈簧上，讓\r 旋轉球體在有風流動的風洞中，即可看出球體的偏向。二是簡易發球器的製作，我們利用波\r 蜜果菜汁鐵罐、強力馬達及轉盤，讓快速旋轉的轉盤摩擦保麗龍球體的邊緣，球體可以快速\r 飛行並旋轉著，改變旋轉方向的角度，即可模擬各種球路。三是偏向力的測量，我們利用風\r 洞、電子秤、棒球和強力馬達結合及鐵架，可以找到偏向力的大小和風速及球體旋轉速度有\r 關，最後用得到的數據進行伸卡球進壘位置的分析。

本研究以自己設計的「壓克力池型模型」，其直徑均為50 cm 的（1）圓型池（2）16 邊形\r 池（3）12 邊形池（4）8 邊形池（5）6 邊形池以及（6）對角線長50 cm 的4 邊形池等六種不\r 同的池型，利用相同的水流速率，來量測（1）規格物體~「浮體物」以保麗龍球(直徑14.68 mm\r 0.05 克)代之、「沉體物」以玻璃珠（直徑14.76 mm 4.0 克）代之；（2）不規則物~「浮體物」\r 0.3 克的落葉、「沉體物」以小土石（14.61mm×15.77mm×10.38mm，1.3 克）代之。\r 當放流水入各種不同池型時，因池形狀的不同，則產生的水流漩渦，研究其帶動「浮體\r 物」、「沉體物」等「雜質」流動效果，藉以驗證養?魚場的「八卦池」傳奇之說。

由於校園落葉很多，做生質能不但環保，而且容易收集再利用，除了認識各種植物穩定性之外，還要把植物落葉分類成乾、濕、油三類，經固態、液態、氣態實驗後，成為可使用的替代能源。不但可製作纖維素酒精，還選出「樟樹葉」為最佳發酵動力，利用產生的二氧化碳研發「樹葉火箭」與「逃生信號」，裝個降落傘在危急時用得到，再應用到重要場所，如海洋上或航空上，都是很有作為的一種逃生裝置呢！

陽光、空氣、水是構成生命的三要素，人們以萬物的主宰自居，為追求生活的舒適，不斷的破壞生態，大自然在面對人類的無情也開始反撲，如：氣候異常，發生所謂的聖嬰現象。為延續後代子孫的生存空間，人類必須自我反省，珍惜有限的資源。其中水資源是我們研究探討的重點，人們飲用水早期取得於山泉水、井水，但隨著工業的發展，污染的問題越來越嚴重，廠商也發展出各類的飲水設備，其中逆滲透過濾（R0）飲水機是學校最喜歡安裝的機種，希望獲得最乾淨的飲用水。當同學們補充大量的飲用水時，那飲水機將排放掉大量的廢水，若能加以回收，應用於澆花、沖廁所....等，這樣不就更加環保嗎？因此開始規劃研究太陽能驅動飲水機及其排放廢水的再生應用。

先從正方格板著手，再延伸至長方格板，探討如何從其中找出繁複的「斜」正方形的總數。在尋找中，我們利用統計表的規則性變化，歸納發現存在一個規律性，進而找到一個算出「斜」正方形總數的公式。在老師的引導之下，我們學會了平方和，然後將公式簡化，終於找到了一個最簡的公式1/12（2N-M）×（M-1）×M×（M＋1）。我們也可以從長方格板邊長的「差」快速算出長方格板或正方格中（N－M＝0）的「斜」正方形總數。

本研究透過一種新的嘗試，將傳統植物識別原則、檢索技術與行動科技產品相互結合，其中將植物識別技術中「記憶」的部分，採用科技軟體、硬體加以改善或減輕負擔，如同攜帶一個電子化、可檢索的植物圖鑑與辭典，在親身接觸自然環境下進行體驗學習，相信這樣的方法與應用，可對推廣生態教育及生物資源調查，有所助益。

利用自製河道、坡度控制板、沖擊力測量器、灑水器研究影響土石流的三大因素：1.豐富鬆散的堆積物、2.充足的水分（地表水及地下水）、3.足夠的坡度（重力影響大）。發現土沙層為底層、土石比例為2：1時，越容易產生土石流。土石比例為1：2時，土石流的沖擊力最大。橋墩與土石流的接觸面積、橋樑間隙、重心位置、河床淤積皆會影響土石流對橋樑的沖擊力。梳子壩裝在上游，攔砂壩裝在中游、發生區打樁編柵，能降低土石流的沖擊力。壩體前出現淤積會導致土石流爬升，沖毀壩體。雨量是影響土石流的關鍵因素，依此因素來製作簡易土石流預警器，我們把它分成三個等級，黃燈警戒，紅燈警告，蜂鳴器響危險，趕快撤離。

用非牛頓流體做實驗時，由於落下流體較高的剪切速率，會造成所接觸流體的黏滯度減少，當流體落下的高度夠高時，擊中平面時所受反作用力的影響大於黏滯力的影響，而使流體彈跳出去，稱為Kayeeffect。本次實驗結果，發現當斜面角度越大時，恢復係數越接近1，當角度大於某一值後，幾為彈性碰撞。原因為角度大時液體被流體擊中時產生的凹陷越淺，受黏滯力的影響越少。而當流體下落的高度不足時，其剪切速率不夠，所以流體黏度大於正向力的影響，並不會產生彈跳效應。當變換不同黏滯性的液體所產生的恢復係數e1、e2，差異並不大。原因是非牛頓流體下落時擁有較高的剪切速率，造成黏滯度減小。又因市售洗髮精黏滯度差異不大，造成實驗中黏度影響力不顯著。

此實驗主要是觀察壓力與空氣體積變化的關係，進而解釋為什麼白帶魚從深海\r 被撈起後，魚鰾會爆裂而亡。在實驗中，我們利用浮沉子來代表白帶魚，魚鰾就是\r 浮沉子內的空氣柱；而隨著海水不同深度的壓力變化，在實驗中改以手壓密閉寶特\r 瓶來形成。\r 我們嘗試設計出簡易、方便的浮沉子製作方法，並在空氣柱上陎標記刻度，量\r 測壓力所造成的變化。實驗結果顯示當按壓寶特瓶，使瓶內壓力變大時，會造成空\r 氣柱體積變小，使浮沉子下沉；當施力解除，壓力由大變小，空氣柱體積由小變大，\r 浮沉子就浮起。另外，由數據分析比較浮沉子下沉前和下沉瞬間水陎下的空氣柱，\r 可以發現兩者排開水的體積相近；因此能推論出從浮沉子下沉前水陎下的空氣柱，\r 預測浮沉子下沉的空氣柱高度。