國中組

養寵物鼠的人都知道，最麻煩的就是餵食、換沙了。尤其是要出遠門，你希望回來\r 時發現你那可愛的老鼠生活在比豬舍還不如的地方嗎？ 再說，如果你為貪圖方便而一\r 次給它太多的食物，可能會造成肥胖、腮囊發炎，增加死亡的風險! 於是，我們研究這\r 個---『超輕鬆、免插電』的餵食、換沙器，使飼主能夠安心的出遠門。

我們看到飛機的飛行 · 玩模型飛機者的著迷，便引起我們探討的興趣 · 我們看了有關機翼的書刊，但從書本上所獲得的並不令我們滿意於是引近我們研究的動機。

摺疊傘在市面上並無合適的裝置作整理，本研究研發手動及自動捲傘機，將傘葉收拾整齊，縮小體積來集束，並將其捆紮，解決雨天雨傘的收拾問題。手動的是設計傾斜支撐板和矩形閘門，讓雨傘在其上旋轉，以整理雨傘骨架並刮除水分；參考束口機的設計，研發用以捆紮的裝置。考量手動操作較難，因此改良為自動捲傘機，改裝部分為：製作固定傘的裝置，利用馬達、齒輪和皮帶，機械化旋轉與移動以達到集束與捆紮，全程以微電腦控制，使其自動化。手動捲傘成功率為88%，自動的也可以順利捆紮，經過兩者捲傘後，刮除水量 0~29c.c.都不會滴水。目前修改並打橫裝置，使馬達提升移動速度，並減少摩擦力、增加支撐力，操作模式改為同時轉動與移動，縮短捲傘時間。

本實驗由龍爪草在橡皮筋上的運動，推論它朝特定方向移動的原因。進而發現有倒刺結構的狗尾草也可以經由震動而向前運動。研究影響狗尾草移動快慢的因素，發現喇叭響度愈大，吸管震幅愈大，狗尾草移動愈快；頻率對移動速率有些許影響，當某些頻率使吸管形成駐波時，速率變化明顯。為研究倒刺角度是否影響速率，我們製作倒刺模型來探討，結果發現在角度70°時有最大移動速率。實驗因發現駐波而利用產生的駐波測量吸管的波速，測得的波速隨頻率增加而變快。我們還發現倒刺密度和倒剌長度對移動速率影響不大，但此結果對做成機器蛇在地面移動的性能和穩定性有相當的幫助。而最終我們製作倒刺機器蛇模型與倒刺潛水艇，希望將來能有更大的實用性。

當老師有一次在課堂中講解數列時，我們在課本中看見了一個很奇怪的數列1，1，2，3，5，8，13，當時只是知道後項是前二項之和後來經老師講解之下才知道這一個數列就是有名的費伯納西數列（或兔子數列）， 哦！原來數列也可以這麼有趣，後來我們突然想到一個問題：就是在費伯納西數列中如果大兔子生下的不只一對小兔子而是生下二對小兔子的話這一個數列又該如何寫呢？ \r \r \r

本研究分成兩部分，第一是探討一般電源轉換成燃料電池的電源之電壓轉換情形，第二乃利用實驗室的簡易儀器仿製伏打電池來製作燃料電池，並探討加入合成清潔劑使其產生泡沫後，電壓是否能夠穩定。在第一部分的實驗中，以電源供應器做為穩定的供應電源、0.1M 硝酸鉀做為電解液，依供應的電壓、通電時間與電極（實驗室碳棒）在液面下的接觸面積的不同，結果發現電壓越大，或通電的時間越久，或電極接觸面積越大，燃料電池剛開始的電壓越大，且電壓下降的也越緩慢。第二部分的實驗中，仿製伏打電池以自製燃料電池，正極部分使用未稀釋的雙氧水加上少許的二氧化錳以產生適量氧氣，負極部分則使用固定面積的鋁箔片加上濃度相同的鹽酸或氫氧化鈉以產生氫氣，電極材料使用4B 的鉛筆心（4B 為三種碳棒種類H、2B、4B 中效果最佳者），以1M 的硝酸鉀做為鹽僑，並探討加入合成清潔劑產生泡沫後是否可以使電壓穩定，結果發現鋁箔片與氫氧化鈉產生氫氣的反應較佳，且增加接觸面積時，燃料電池的電壓較大、電壓下降的時間較長，而加入合成清潔劑後，電壓更加穩定。每添加一次鋁箔片以產生氫氣時，電壓可以立即回復至最大電壓，證明氫氣燃料電池使用時若電壓下降，則必須繼續添加反應物質。而當負極溶液中沒有氫氣則無法產生電力，更證明了氫氣與氧氣是本實驗之自製氫氣燃料電池的電力來源。

智慧拼圖現在已是一種處處可見的益智遊戲。在本研究中我們利用矩陣去定義智慧拼圖的位置，實際去操作a11與其他位置互換的狀況。我們將矩陣分成長方形與正方形兩部分來討論，並且在兩種不同形狀的矩陣中找出基本變換型，並且定義出一些固定走法，讓我們推導出不管是m×n矩陣或是n階方陣我們一樣可按照固定走法配合基本變換型進行a11 與aij的最短路徑的位置互換。最後我們嘗試點對稱的倒轉，也就是將矩陣內所有aij與a(m+1-i)(n+1-j)對調，去找出倒轉的可行性及步法規則，並且利用遞迴數列推導出在我們的固定走法下的步數通式。

本實驗藉由調整溫度差及鹽度差來模擬密度流在三維海洋空間下的分段時間流動，利用簡易器材模擬不同變因下的流動差異，可應用於地球科學之洋流模擬。實驗後發現溫度差或鹽度差增加使密度差加大，則洋流流速加快；且溫度差主要影響不同緯度間的水平橫向運動，鹽度差主要影響不同海層的鉛直交替運動。其中還發現低溫的下沉水團產生崩湧現象，會因堆積崩毀產生一陣陣加速潮。另外觀察到混合增密現象，發現此現象由兩密度相近的水團混合產生，混合後水團密度增加而呈三角結構下沉，但若密度相差太大則不發生，且溫鹽度差越小越易混合，但溫鹽度差越大則密度增加越多。在綜合模擬中看到，由於溫度分布變化較大，故海底的水流多屬溫度控制的水平流動。

在購買柳丁時要挑選什麼樣外觀或特性的柳丁才會比較甜呢？本研究取二十顆柳丁觀察其外觀特性，先分析出九種外顯因子 (重量、體積、密度、外皮厚度、外表顏色、底部圓度、外皮光滑度、果肉多汁性、酸度)，最後以可測量性及可分辨性決定其中六種 (重量、體積、密度、外皮厚度、外表顏色、底部圓度)。再取九十顆柳丁測量其外顯因子及相對甜度，並分析這六種外顯因子與甜度的關係，初步結果顯示外表顏色及底部圓度與甜度有正向關係。本實驗採用自製糖度測試器，來測量柳丁之相對甜度，並以蔗糖重量百分濃度溶液(Brix 0％、5％、10％、15％、20％)校正糖度測試器，取得標準溶液與測量值之對照關係。並另取一百四十四顆柳丁測量其外顯因子及對照甜度，來驗證初步結果，此時並增加一個新的因子─擺放時間。研究結果顯示：一、柳丁甜度與其密度、外皮厚度之間並沒有絕對的關係。二、重量、體積與柳丁甜度關係不明顯，而同批柳丁愈重愈大較甜，但太大又不甜了。三、同批柳丁外表顏色愈黃愈甜。四、同批柳丁底部圓度愈明顯愈甜。五、同批柳丁採後擺放時間愈長愈甜。

做理化第一冊的實驗時，發現「鎂與?酸反應」和「炭的脫色」兩個實驗的操作方法或其實驗結果不太完美。在鎂與?酸反應的實驗中，其收集氫氣的操作方法，既不方便且費時，浪費?酸且危險性高，影響學習的興趣；在炭的脫色實驗中，其精製所得的糖，有的完全無色，有的無法脫色，實驗結果不一致。為了改進以上的缺失，於是著手進行本實驗研究。