國中組

為探討季風對颱風風場之影響，本研究選取自2013至2023年間279個颱風，分析與季風互動後的七級風範圍及氣流輻合情形，並設計實驗模擬。我們發現，約84%的颱風受季風影響，常使風場不對稱，本研究以螺旋形取代傳統的正圓描述颱風風場，發現東北季風共伴時，風場北大南小、西大東小，為6字等角螺線形，輻合帶類似鋒面結構且多在北側；西南季風共伴時，風場南大北小、東大西小，為9字等角螺線形，輻合帶多在西南側；雙側季風共伴則都有影響；而無共伴時，風場呈橢圓形且無明顯輻合帶。本研究以水流場實驗模擬單、雙側季風共伴輻合帶，並分析實際颱風案例之氣流進入角，以氣流場裝置模擬颱風受季風影響的風速與風向場不對稱性，其結果與實際情形吻合。

當以磁鐵做為擺錘的物理擺，並讓它在金屬面附近作週期振盪，經由實驗量測與理論擬合分析發現，本裝置會因電磁感應而在金屬面上產生渦電流，並對擺產生阻尼作用，其渦電流阻尼力是空氣阻尼力的18.4倍，進而使物理擺較快停止。進一步研究，發現渦電流阻尼作用力大小亦與金屬片材質、厚度、擺與金屬距離、磁鐵強度等因子相關，再者，因金屬的集膚效應，渦電流大小在金屬內的分布會隨著深度而呈現指數衰減；且此大小會受到金屬層間隙或是金屬面的不完整而進一步劣化。最後針對「減震」研究，經由磁鐵物理擺產生的總阻尼力以消除物體的振動能量增益達112%，較同質量的物理擺增益亦達25%，可實現較輕質量塊的物理擺式阻尼器在建築物防震領域上的有效應用。

我們以實驗室容易取得的重物與乒乓球模擬網路上跳水彈射手中球體的沃辛頓射流實驗。結果發現圓形的類天然海棉因為具有吸水迅速、可以平穩入水的優點，因此選擇以此為托球的載體進行實驗。依據我們的實驗結果，至少需要15公分水深才能形成完整的射流彈射出乒乓球，原則上在下落軌跡完全垂直於水面時，落下高度越高，球體彈射高度越高，實際實驗水深15公分以上時，落下高度50公分彈射高度約可達47公分，但結果受限於托球的海綿在落下高度40公分後下落軌跡不穩定，若期望更高的射流強度需要尋找更穩定下落的載體。

「莫比烏斯環」是由德國數學家莫比烏斯和約翰•李斯丁在1858年發現的。將一般的紙環剪斷後，將其中一邊翻轉一次(翻轉180度)再黏合，會形成一種單面單邊體。本研究將從莫比烏斯環的結構及特性出發，並測試不同翻轉次數，以及不同的裁切方式所產生的影響。最後嘗試找出翻轉及裁切兩種變因不同時的規律，進一步推論出在其他翻轉次數或是裁切方式所產生的結果。

本研究主要想了解田中吊鐘姬蛛生活史過程中能量之權衡及其特殊巢穴之功能，經相關研究發現，蜘蛛生活史過程中在能量分配上明顯具有權衡現象，捕獵能量的投資隨著齡期的增加明顯減少，例如，捕捉絲的數量及捕捉區的角度逐漸減少，而防禦能量的投資隨著齡期的增加明顯增加，例如，巢穴長度及巢穴重量逐漸增加，尤其到了成體後更加明顯；關於蜘蛛對築巢材料形狀的選擇明顯偏好粒狀材料，但顏色方面，蜘蛛對淺色及深色材料並無明顯選擇偏好性；另外，巢穴對蜘蛛來說避敵的功能大於避光，且巢穴內有保溫功能，有利於卵的孵化；最後，巢穴上黏附蜘蛛捕食後的螞蟻屍體有利於吸引其他螞蟻靠近，增加捕食機會，但無明顯抑菌效果。

本研究源於一道常見的正方形內接三角形的動態幾何問題。我們考慮對角線，先刻劃出兩個動態的△𝐴𝐸𝐹與△𝐴𝑀𝑁之面積比值恆為定值，並且巧妙構造輔助線，利用純幾何方式證明共圓的動態四邊形 𝐸𝐹𝑀𝑁 的圓心軌跡為等軸雙曲線。為了一般化推廣，我們依序設定了等長、半角等條件去探討，實驗了長方形、菱形、直角箏形等，有趣的是，我們發現其兩個三角形面積比為定值的幾何結構是兩組四點共圓，並非等長或半角。值得一提的是，為了刻劃一般化的箏形中的圓心軌跡，我們先建立了菱形的模型，再給出箏形與菱形的對應模型，成功證明其圓心軌跡也是雙曲線。本研究將常見的幾何問題循序漸進地深化，刻劃出內在結構且給出獨特且有趣的成果。

本研究旨在探討科學研習月刊60-3期中「黑白毛毛蟲」的問題。意即在一類身體有黑、白色花紋相間的毛毛蟲中，每隻毛毛蟲從頭到尾巴，恰好可以分成四個段落，且這四個段落剛好是兩段黑色及兩段白色，那麼可以分成多少種類的毛毛蟲呢？其身上的顏色段數總和是多少呢？ 先以直接劃記的方法解題，藉由觀察及分析探討，再利用二項式定理、巴斯卡三角形、排列組合的方式推論出符合的關係式。最後進一步延伸探討，當毛毛蟲身體段數為2n，3n時，其毛毛蟲的種類和身體顏色段數總和之間的關係，以及遞迴關係式。

本研究以負壓隔離病房為範本，針對居家隔離排風方式進行研究，探討風速、送風口面積、模型長度與長寬比，對負壓差值和風量比的影響。相較於其他研究，本研究以一般房間作為實驗對象，並以每邊縮小十倍的房間模型來進行實驗，再將實際測試數值和理論數值進行比對。結果發現：排風扇風速與負壓差值呈正相關；送風口面積和空間體積與負壓差值呈負相關；排風扇與送風口面積比值為1~ 2之間時，風量比最接近理論數值。回推實際情況後可知：在2.46坪的套房留下 303 ~ 606 cm2的送風口，安裝風速 4.73 ~ 14.33m/s 的排風扇，可達負壓差值標準，增加居家隔離的安全性。

多數學生午休曾有腿部產生不適的情形發生，本實驗探討如何改善午休時大腿壓迫產生的不適感，利用三種瑜珈墊做為舒壓墊實測是否有顯著改善不適，並透過數據分析改善腿部不適的因素。 為了解舒壓墊的減壓能力，記錄重物壓在舒壓墊上的形變量，4公分厚TPE形變最明顯；2公分厚NBR形變較大。使用問卷調查法，多數人認為NBR材質較為舒適，NR材質較不舒適，為使結果更接近實際使用情況，我們進一步以手機拍攝兩種舒壓墊形變過程並用Tracker進行分析，試圖找出NBR較舒適的原因，發現NBR的形變軌跡較NR明顯，再利用錶式血壓計來檢測趴睡時下肢在兩種舒壓墊上的壓力分佈及大小，得知NBR的減壓能力比NR更好，因此我們認為舒壓墊的形變軌跡與減壓能力和舒適度有正相關。

台灣厚蟹與雙齒近相手蟹是二仁溪河口的優勢蟹種。台灣厚蟹蚤狀幼體具趨光性，幼蟹棲息在高潮線以下，成蟹則在高潮線以上。遇敵會舉起螯足威嚇或躲入洞穴避敵。雜食性，母蟹會吃自己卵堆。幼蟹在水陸交接挖洞，成蟹在遮蔽物下方挖洞，遮蔽物愈大，挖洞率愈大。土表有水挖洞率較高。從石膏模型顯示洞底有膨大空間，洞穴側面像襪子。大多一蟹一洞穴，洞穴先搶先贏，主場蟹會趕走客場蟹，不會固定住某洞穴，會整地並變換洞穴。台灣厚蟹會在人造洞穴棲息，無法辨認自己洞穴。雙齒近相手蟹挖洞率低，洞口寬，愈往下方愈窄，洞底無膨大，洞穴側面像釘子，土表多水會挖水溝狀淺洞穴。雙齒近相手蟹搶奪台灣厚蟹洞穴常失敗，與台灣厚蟹是競爭也是掠食關係。