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「直」棒「旋」手--探究瓶蓋棒球的飛行秘密

本研究利用瓶蓋取代棒球,透過自行製作的瓶蓋發射器來探究各種因素對球路的影響。結果發現:無論瓶蓋凹面朝上或下,發射後大致會在0.4秒飛到最高點,但瓶蓋凹面朝上發射時較穩定,不但飛行距離較遠、飛得較高,落點也比凹面朝下接近中央。發射角度會影響飛行距離,30度時能飛最遠。瓶蓋中間若挖半徑0.25公分的圓洞,洞數多寡對於飛行距離的影響不太明顯,落點無規則可循;但若只挖一個洞,半徑越大飛越遠。適當地配重增加瓶蓋質量能加強飛行距離,當瓶蓋內部增重在2.9公克時,能讓飛行距離變長。

義大利麵之扭力係數與組合構造相關性研究

扭轉與斷裂過程在自然界中無處不在,從不同的剛性材料之耐震特性至飲食中的麵體筋道口感。我們觀察到市售義大利麵標示不同快煮時間,從而研究其麵體之不同組合構造:如細麵所接合而成之雙棍、三角、與四面型麵體,是否導致不同的扭力係數;同時,並自製一套扭力係數測量設備,研究其扭力係數與麵體長度、組合構造之關係,並以玉米纖維(PLA)材料3D列印不同的組合構造之細線,以驗證實驗結果;進而發現扭力係數隨組合數增加而增加,麵體扭力量測與斷裂極限約在總長1/3處,呼應了著名物理學家理查·費曼所觀察義大利麵總在施力下斷裂成三塊之世紀未解之謎。藉由本次實驗模型與分析技術之建立,相信可在未來提供更豐富的力學研究課題與更廣闊的研究前景。

自製天然漢方賦活洗髮液—探討洗髮精製作

天然中草藥是東方人崇尚的健康養髮方式,於是我們萌發了自製漢方洗髮精的念頭。我們先以市售洗髮產品訂定檢測洗髮精的標準,再以胺基酸起泡劑做為基底混合椰子油或弱酸性起泡劑測試不同比例洗髮精基底的清潔效果;結果顯示出:添加椰子油起泡劑比例越高時,去油力與去汙力都會增加,但沖洗的時間也越長,需耗費更多的清水才能洗乾淨。添加弱酸性起泡劑可增加起泡力,而去油及去汙力,則在添加比例至5%時,清潔的效果最佳。我們於是決定用胺基酸起泡劑25%搭配弱酸性起泡劑5%的比例,做出洗髮液基底,並用皂莢、何首烏、當歸及乾薑熬煮出來的萃取液取代原本的水,再利用食鹽來增加洗髮液的稠度,調和精油來滋潤髮絲,便製成了天然漢方賦活洗髮液。

螳螂捕食行為之生物力學初步探討

成功捕食獵物對於動物的生存是非常重要的事,本研究在探討螳螂捕食行為的生物力學,瞭解螳螂的前足拉力大小以及影響拉力的可能因素。在前人的研究中很少探討到螳螂的前足拉力,本實驗透過探討螳螂的種類、體長以及螳螂爬行物體的表面材質與前足拉力的關係,我們發現:不同種類的螳螂,若是體長相近,也會產生相近的拉力;螳螂的體長越長,所能產生的拉力越大;體長小的螳螂,拉力比較容易受到不同爬行表面材質影響。我們觀察實驗過程,猜測螳螂的中、後足可能有助於螳螂固定在物體表面,此固定能力是否影響前足的拉力值得繼續探討。最後,未來可能根據我們的研究成果進一步評估螳螂的體重和拉力的關係以及螳螂體型和棲息地植物形態是否具關聯性。

適應地形之運輸裝置的行動機構與遠端控制研究

運輸裝置在不同結構設計下,獲以下結論: 一、重心位置影響:電池盒在前方速率穩定,平面折返走時,電池盒前上最快;上下坡折返走,在前下最快。 二、最佳機型:曲柄位置為右下,固定桿9cm、前腿4cm、曲軸6cm、連桿13cm的配置最佳。 三、腳底設計對運輸裝置上下坡:以全止滑比較快,平面腳底比較快,能使運輸裝置走得最快。 四、曲軸長度:運輸裝置之前腳曲軸越長,前腿移動圈圈越大,而後腳移動的步伐越長。 五、後腿支點:運輸裝置後腿位置越高,後腳移動路徑越長。 六、爬坡角度:最佳機型的運輸裝置,能順利地爬上20度的坡度。 七、運輸裝置在不同障礙物下:間距為2.5公分時,速率最快;障礙物高度越高,速率越慢;人工步道之石頭高度>1.5公分時速度變慢。

移線升G

本研究探討在直線上等距離n個信號發射臺,任兩個發射臺所發出的信號不被其他發射臺擋住的規則。 以mi表示相鄰兩個發射臺的斜率,若任兩個發射臺所發出的信號不被其他發射臺擋住,則必符合mi≤mi+1且 =0,其中i∈N,mi∈Z。 當發射臺的個數n=2k時,mk可分為-1、0、1三種;當發射臺的個數n=2k+1時,mk與mk+1的和分為-2、-1、0、1、2五種,可利用整數分割的遞迴關係推算出發射臺信號不被其他發射臺擋住情形的個數,其中k∈N,k≥2。 依照發射臺共線的情形,推論出直線信號數量的公式,並利用整數分割計算出不同發射臺個數的共線類型。

疊「螺」「旱」—潮間帶顆粒玉黍螺Echinolittorina malaccana之觀察與行為探討

為瞭解顆粒玉黍螺Echinolittorina malaccana的站立與堆疊,是否真如國外文獻提到,是為了因應夏季炎熱天氣而產生的熱調節策略,我們利用一年半時間進行調查、實驗、探討與分析。 針對顆粒玉黍螺爬行行為,在實驗室,我們發現牠們在靜止水中會有往上爬找隙縫躲藏特性,而人工造浪模擬野外漲退潮的實驗,則發現牠們的主要活動時間會在淹水時,也就是漲潮水淹滿,或是水退時還留有的小水灘。在野外,則利用縮時攝影記錄,牠們分別在面臨乾燥及海水來臨時的行為模式,結果是一致的。 在站立與堆疊的實驗,我們發現溫度似乎只是其中一項條件,但並非絕對,潮汐水位變化、岩石隙縫密度及傾斜狀況等都關係到是否會站立、堆疊,最根本的原因是來不來得及縮進石縫。

「便」本加利-以竹節蟲排泄物作為染布材料之探討

在一次意外中,我們觀察到昆蟲飼養籠的紗網變色了,經過我們的觀察,我們驚喜地發現可能是飼養籠裡的竹節蟲的排泄物造成的!我們從中獲得靈感,開始蒐集竹節蟲的排泄物,設計了不同實驗進行了染色條件的探討,發現食用芭樂葉的竹節蟲,所排出的排泄物,真的可以將布料染色。在同樣條件下與芭樂枝葉的染色效果相比也毫不遜色;只要取幾公克的排泄物就可以有染色效果,在常溫下進行萃取和染布也可以達成。真是有趣的新發現!

Lusa-----圈起泰雅獵人的智慧

Lusa 是泰雅族的傳統束腳陷阱, 泰雅祖先及獵人們在這小小的機關中,利用了許多植物的特性及物理科學原理。獵人們為了要提高束腳陷阱捉住動物的機會,在製作陷阱時,材料的選擇及使用有些偏好在觸動陷阱機關的消息棒上,做了些巧思來加速陷阱的運作。我們 在老師的指導下,設計了多組的實驗來探討。實驗結果驗證了,在祖先流傳下來的陷阱選材及安裝之中蘊藏了許多的智慧。我們也以科學的方法測試出消息棒的最佳組合。身為泰雅子孫的我們,能以科學的方法來 探討及驗證祖先的智慧,也是於有榮焉。

抓不住你的味~以本校五年級學生為例

這幾年疫情的關係,許多人在確診後味覺受到影響,深感到味覺的重要。但味覺不單是口中品嚐到的味道,而是與其他感知均有關聯。本實驗探討顏色是否會影響五年級學生運用視覺、聽覺、嗅覺、觸覺判定甜味?我們以日常生活中會看到的三原色、漸層色來調製糖水,再以無色糖水對照進行實驗,分析了解使用感知判定甜味,會使用哪些方法呢?我們邀請本校五年級的學生進行實驗,實驗後填寫問卷,共回收1277份問卷,內含有效問卷數1109份,進行問卷整理,並統計分析數據及製作圖表,希望藉此研究,讓我們更能了解各感官對甜味的關聯性,並且認識自己的味覺。