第50屆--民國99年

在高中教科書中，均介紹毛細管鉛直插入水中後水柱上升的高度公式為h=2γcosα/pgr。經實驗觀察，我們發現毛細管傾斜前後管內水柱高度會有改變，為了解水柱高度改變的原因，於是展開了研究。研究結果： 1.經與毛細管傾斜時的管內水柱總長作比較，發現水柱的增高與管壁潤濕程度有關。 2.傾斜時，因管壁正向力的支撐，可使管內水柱長增加，但水柱液面處表面張力的總拉抬力量沒有改變。 3.各出版社的教科書中，均指液體的表面張力為定值，因此我們原以為毛細管傾斜前後，因管壁潤濕使接觸角減小，而使毛細管傾斜回正後的水柱高度增加。但由我們的實驗結果分析，發現接觸角幾乎不變，因此改為考慮是表面張力或水的密度值的改變。 4.另外，我們有個意外收穫：在許多書籍、文獻或我們參考的歷屆科展研究報告中，大家均指將毛細管壁充分潤濕可使接觸角為0°，但由我們的實驗結果可發現，這是不可能的。

此研究以設計自動化發票對獎的系統（Award-checking System,簡稱ACS）為目標。架設網路攝影機拍攝發票上的數字，經由自製的二值化演算法、雜訊處理以及字元切割方法，將數字逐一取出，擷取影像中特徵向量，經過訓練完成的「支持向量機」模組判讀影像中的數字，進而對獎。其中為了達到自動化對獎的效果，以微控制器操控機械手臂翻取發票，與電腦端使用遠端程序呼叫的通訊協定，進行系統整合。 實驗後得知於此系統上，以顏色為依據的二值化方法之正確率為Otsu（最大類間方差法）演算法的2.88倍；且自製的光學數字字符識別（Optical Digital Character Recognition, 簡稱ODCR）較一般OCR(Optical Character Recognition)程式高出約18%的正確率。

本實驗目的為探討蝴蝶蛹能以小面積牢固於葉片或枝條上的原因，從各角度觀察並提出假設，進行相關實驗，瞭解哪些原因可能造成這強大的附著力。首先，我們推測蝴蝶在幼蟲時期的足部構造可能影響成蛹後蛹的附著力，因此1.我們先從觀察蝴蝶幼蟲尾足開始，發現不同種蝴蝶幼蟲的尾足構造不盡相同。2.在顯微鏡底下觀察蝴蝶蛹的懸絲器，了解懸絲器與絲座附著原理。更進一步瞭解蝶蛹的附著力由那些因子決定，提出各種假設，並以實驗驗證之：1.懸絲器上鉤子數對附著力影響2.懸絲器面積對附著力影響等。最後以蛹及魔鬼氈的負重實驗驗證上述假設。發現在一定面積中，鉤子數增至某數後，負重能力並不再提升，而皆趨近於某一數值，我們將此鉤子數認定為一個面積中鉤子數的飽和點，而達飽和點鉤子數所能承受的最大重量，亦即此面積所能承受的最大重量。而我們也發現相同形狀的懸絲器中，鉤子數以及面積與附著力具有正相關。

我們每天喝茶卻對茶一知半解，為了揭開茶的神秘面紗，我們透過網路、文獻資料以及實地參訪桃園縣龍潭鄉中原製茶廠，認識了茶葉的種類、成份以及功效，並進行一連串實驗，瞭解到茶液在不同的環境或加入不同的物質，顏色、酸鹼度會產生變化，自泡的茶也比市售的茶更有品質；其次追尋茶液能不能防止蛀牙，結果發現新鮮的茶液的確能減緩蛀牙；最後探討茶液能否促進生長，獲得的結果 雖然相反，但卻意外發現茶液能維持旺盛的生命力，讓我們覺得新奇又有趣，也對茶瞭解得更透徹。

沖泡咖啡的機器種類五花八門，並且隨處可見，愛喝咖啡的人可以隨時在家中或是辦公室使用咖啡機來沖泡咖啡享用，而讓咖啡的文化很快的進入世界各地；然而，喝茶文化歷史悠久的我們，卻一直停留在泡功夫茶的階段，卻沒有像咖啡機一樣的產品，讓愛喝茶的人也能在家裡或辦公場所透過簡單的步驟就能沖泡出一杯好喝的茶品。因此，我們期待能設計出具有像咖啡機一樣訴求的泡茶機，使泡茶變成一個簡單便利的事情，而使得繁忙的現代人或年輕人也能很快地接受茶的文化，進而也讓西方歐美國家也能體會台灣茶的美味。 為達此目的，我們使用壞掉的咖啡機依其原理加以改良，藉由機械組與電子科專業科目的合作，完成一個自動控制水溫及泡茶時間的自動泡茶機。

本研究探討如何找出減小教室椅腳噪音的最佳包覆材質。我們利用分貝器實際運用在班級中，在不同時間測量拉動椅腳音量變化繪成圖表，從圖表數據探討會影響椅腳產生噪音的因素。我們使用四類14種不同材質包覆椅腳後，發現對於拉動椅腳所產生的噪音分貝大約可減小70％。此外更發現，拉動椅腳產生的噪音和椅腳離地面的角度，以及包覆物的材質厚度均有關。

大漢溪兩岸具有豐富的河階地形，是桃園縣山區景點的一大特色。本研究運用「Google 地球」軟體，截取大溪橋至復興鄉羅浮間河階衛星照片，進行階地判識，並經由野外考察實地驗證，描繪大漢溪流域河階地形的分佈情形；經由實驗證明與實地考察，發現坡度、水流量變化及地殼變動是河階地形的形成原因。此外，河階的開墾應注意地形的特性，避免在地勢低的低位河階開墾，以減少洪泛所造成的損失。

本實驗係架設風洞製造穩氣流，將平板和機翼模型置於風洞前，改變其攻角，並調整移動地面來觀察兩模型在風扇開啟前後於電子秤所顯示出的數值變化，再算出所受升力，以探討「地面效應（Ground effect）」發生的高度，並且和無地面效應時之升力比較。 實驗發現，在靠近地面時，機翼及平板模型升力皆增大，平板及機翼模型發生地面效應的高度相近，而且在機翼攻角愈小，愈接近地面時，相對升力就愈大。 另一方面，實驗結果也表明：在地面效應發生的情況下，平板模型所受升力，會超過無地面效應時的機翼模型，顯示出地面效應驚人的效果，未來若能應用於日常的交通工具上，便可提高能源使用的效益，而達到節能的目的。

首先探討如何用尺規作圖將過三角形周長上的任一點之周長平分線畫出，並將作圖方法套用在幾何軟體上，進而利用幾何軟體「顯示軌跡」的功能觀察其包絡線。藉由觀察猜想某些性質，接著利用嚴謹的數學方法加以證明。再將三角形平分周長線的研究結果延伸至凸多邊形周長平分線的探討。最後延伸至凸多邊形以1:k的比例分割周長線，並且找出直接利用幾何軟體會出包絡線的方法。

在△ABC邊上，以一頂點A為圓心任意邊長為半徑畫弧，再以順時針(或逆時針)的方式選定下一個頂點C，以之為圓心CD為半徑畫弧，依此法繼續做圖，直到軌跡交於起始點，此為以下探討之基本作圖。 一、在三角形中，依此作圖法會有： (一) 在第一輪回到起始點：初始以A點為圓心，半徑=1/2(b+c-a)作圖。 (二) 在第二輪回到起始點：初始以A點為圓心，半徑≠1/2(b+c-a)作圖，且中途無超出三角形。可與各邊各交兩點，分別與內心連線，可得三個全等的等腰三角形。 二、任意n邊形有內切圓，則： (一) 若n為偶數，則必能一輪回歸。 (二) 若n為奇數，則有必能一輪或兩輪回歸。 三、任意n邊形之一般條件，則： (一) 若n為偶數，且隔邊邊長和相等則必定一輪回歸。 (二) 若n為奇數，則有必能一輪或兩輪回歸。