國中組

本研究共設計十二個實驗，探討垂直型風力發電機如何將各方吹來的風充分利用，首先設計能減少風力扇葉轉軸轉動摩擦力的軸承，接著製作導流罩以收集所有吹進來的風並提高 磁動生電的轉換效率。我們製作的風力發電機將來自四面八方的自然風有效利用，具積少成 多的集風特性，輸出電壓可達30V以上，並能針對鋰電池充電，發揮以時間換取空間的特殊 功能，且因為體積小，非常適合於臺灣地狹人稠而且風力不強的環境。我們將自製的發電機實際應用在學校走廊、樓梯間以及樓頂進行發電，可以提供夜間照明，達到自給自足的綠色能源目標。

強力磁鐵放入鉛直擺放的鋁管中如照片一，因受渦電流的影響將\r 會緩慢下降，而不像自由落體的快速下降。對此緩慢下降的速度，若\r 是為等速度時我們稱之為終端速度。就 如在空氣中的自由落體，當\r 所受浮力等於重力時，物體將會以等速的終端速度落下，我們將設計\r 實驗裝置來量測受渦電流影響下的終端速度，這在物理上是很重要\r 的。畢竟在科普書籍或影帶或科學展示中常看到這個實驗，但是都屬\r 於定性的描述，若能定量的了解一些現象，將較符合物理研究的本\r 質，初步我們就以終端速度為研究的對象，希望能建立量化上的影響\r 機制。

我最近和同學在玩益智遊戲時，突然發現棋盤上的格子，四個角落部是同色的，而在生活上我們經常也可以看到不同顏色的小正方形磁磚中有許多這種四個角落同色的大正方形。這樣的發現引起了我的好奇，因此展開我的研究之旅…。

無汙染之乾淨能源是未來能源的發展趨勢，校園有較空曠的空間可進行風力發電的實驗，為克服被扇葉打中的恐懼，故利用較輕的圓盤紙風扇，若取得發電效率更好的風力發電機，搭配圓盤紙風扇固定於學校川廊上方空間，不僅可發電利用也可用於教學，甚至可作為裝置藝術。自製風力發電機組最佳狀態是有集中風力的風管穩定發電效率、凸唇朝向迎風面、風速快、扇葉傾斜90°、展開5片以上葉片及距離出風口越近越好。本研究裝置是利用氣流沿著扇葉快速通過扇面孔洞，導致扇葉兩側壓力差形成一推力，且課本簡單機械中有教到物體要繞支點旋轉需產生足夠力矩，故氣流越快通過扇葉兩側的壓力差越大，能轉換的作用力就越大，產生的轉動力矩也就越大。

將一個正五邊形的每一個邊延長，就可以圍成一個五角星行（Ｐｅｎｔａｇｒａｍ）。如果在五角星形的十個點上，把它填入十個整數，使得一條邊上的四個數字總和等於一個定數，則符合這樣規則的圖形，我們把它稱作幻五角星形（Ｍａｇｉｃ Ｐｅｎｔａｇｒａｍｓ）或五階魔星陣（Ｏｒｄｅｒ－５ Ｍａｇｉｃ Ｓｔａｒｓ）。本研究主要在探索五階魔星陣之各種變形的規律及尋找最佳的解答，並提出新的建構方法改進趙文敏教授所提供之五階魔星陣的建構方法。

本組以環保題材設計雙輪桌球發球機。第一代純手工發球機至利用3D及雷切機輔助，製作出五代發球機，設計過程我們發現桌球質量很輕，3V玩具馬達即可帶動並調整發射管角度可射出各位置的球，實驗中我們發現，發射輪間距以35-37mm最佳、輪上套橡皮筋以10mm寬堆疊2-3條最佳，此外左右輪要獨立馬達配合可變電阻可發出旋轉球。利用電流大小(切換電池或變壓器)可模擬不同速球及殺球的速度，而送球轉盤設計成一個洞，配合100Ω可變電阻可控制1:90TT馬達，達合適的送球速度，送球轉盤與底座距離以球半徑最佳，不會卡球。最後此機元件當成治具可利用紙板及環保材質替代，作出發球機節省很多時間且準確，適合桌球愛好者使用。

經本實驗發現水球膜可保存水分、包覆物質、通過強酸考驗，並將所包裹的分子緩慢釋放，研究成果: 一、保存水球的最佳溫度是30℃，酸或中性的環境比鹼性好。 二、碘分子進出水球的速度受溫度和酸鹼的影響，0℃時，反應時間最短，20~30℃最長；中性環境的反應時間最短，酸和鹼性溶液中，反應時間都是先慢後快。 三、水球膜可讓分子量約10000以下的分子通過，並且隨時間緩慢擴散。 四、水球膜包裹下的酵母菌、唾液澱粉酶和香蕉酵素，在通過模擬消化道的酸鹼和蠕動後仍具有活性，推測應可通過胃酸的考驗，順利到達小腸。 五、水球膜包裹下的酵母菌通過模擬消化道後，37℃活性較25℃差，但唾液澱粉酶和香蕉酵素則較好。

臺灣，是一個四面環海的島國。對於我們，海外的貿易是十分重要的一環，於是人們便發展了許多對外的港口和捕撈海洋資源的漁港。而在這一切看似美好之時，嚴重的保育議題如雨後春筍般，不斷的浮現出來。只是人們一直忽略它，直到一發不可收拾之時才重視，時至今日，全台西部的海岸線除了經長期規畫的都有明顯的縮小幅度，尤其突堤效應更為明顯，所以我們注意到了此議題，便想藉由此次實驗，來深入研究有關此議題的問題所在與解決之道。 大致上我們從實驗知道了幾點: 一、只要在岸上有突出之海堤，突堤效應是無可避免的，我們只能減緩之。 二、突堤在不同大小、角度等等，實驗出來都是不一樣的結果。 三、消波塊在對減緩突堤效應並不是完全無效。

首先利用3C常用之手機十字對焦原理，呈現待測物體之定位點，然後再轉動本科展之三維角度量測儀的齒輪模組裝置，將水平、傾斜、垂直三維角度藉由線性可變電阻的線性基本原理精確地量測出來，實驗結果顯示出此件作品，已可應用在生活上之已知與未知角度的量測，並且利用三角函數之關係達成面積、體積的計算。此儀器成功地控制在工程誤差5%以內，已達成生活應用面之最大實用價值，比美市售精密光學量測儀。

利用測試棒和金屬軌道瞬間短路，透過電容器提供的穩定電壓來增加測試的靈敏度，並且利用二極燈泡和蜂鳴器並聯取代火焰大考驗的瞬間放電的危險性來充當警告燈號與聲音，就可以結合成一套有趣的測試儀器。每週平均運動時數較多及接尺所需的反應時間較少者，其測試時，移動的速率會比較快。但是反應時間和每週平均運動時數兩者間並沒有絕對的關係。若以血型而言，A 型血液測試者在直線穩定度的測試一關通過率較高，AB 型者在通過率不管是直線或複雜型軌道的測試通過率不像其他血型者差異性那麼大。自己製作一套測試儀器不僅可以紓解壓力，也可了解自己手臂的穩定度。