生活與應用科學科

處在二十一世紀，身為萬物之靈的我們，數百年來都在快速地耗用地球上的能源。科學家表示，生活中動力最主要的來源——石油，即將耗用完畢。因此，各個研究人員無不積極尋找所能使用的替代能源，凡舉氫氧電池、利用鈾原料的衰變而發電等等，都是他們的成果。但是，這終究只是「替代」能源而已。時間一久，難道不會耗盡嗎？有沒有一種能源是能夠反覆使用、取之不竭的呢？它環繞在我們的四周，也避免地球受到外來物的入侵。它，正是每天伴著我們，使我們能夠繼續生存的「空氣」。利用空氣，解決能源危機，如果同時能夠健身，一舉兩得，有那該有多好哇！於是，我想到了結合腳踏車和空氣動力，並與師長加以討論，展開一連串的研究。

當火災發生時，樓頂門的開或閉，對煙的移動路徑及速度是否有影響，必須視下方樓層是否有開窗而決定；住家門打開的方向，與開窗狀況的改變，會影響部分住家的逃生的時間；而火災發生的樓層，可以影響不同住家的逃生方向；唯有熟悉煙在不同狀況的行進路徑與速度，才能在慌亂緊張中，救自己及家人的命。

本研究利用腳踏車剎車時的能量，設計製作轉換成電能的裝置，創造一台發電儲電的環保腳踏車。經過多次的改良，我們完成了有效的方法，將腳踏車剎車時的動能轉換成電能，也能輔助剎車系統的剎車效率，達到「綠色能源」、「節能減碳」的目標。現在大家追求節能減碳，能夠一邊騎一邊發電、充電的腳踏車裝置越來越多，但是我們發現市面上這種可以一邊騎一邊發電的腳踏車裝置，其能量主要是我們多費力造成的。而我們的作品是利用腳踏車剎車時本來的動能因摩擦變成熱能所應浪費的能量來進行發電，這樣不但不會比較費力，而且是把本來會浪費的能量收集起來使用或儲存，達到真正節能的效果。我們最後成品『電輪3代』發電盤與摩擦盤合而為一，模組化的型式更有實用價值。

本研究利用"靜電吸附能力"結合板擦布摩擦吸粉的效果，製造出新一代靜電板擦。目前，成功研發出靜電板擦有三代：第一代板擦採用焊槍熔錫技術；第二代板擦採用無鉛鍍銀線穿繞技術；第三代板擦進一步將清潔功能與靜電集塵技術做結合。前兩代板擦使用電蚊拍的高壓電發電裝置製造靜電，將過去研究中瞬間大量製造高壓電擊靜電的起電機裝置縮小，但本研究發現比起單獨提升擦面靜電，提升板擦整體吸粉面積較能吸附更多粉量，因此第三代板擦利用即時清潔裝置清理至靜電集粉區來吸附更多粉量，而本研究的靜電板擦吸粉量實際應用在教室黑板時比傳統板擦吸粉量佳(可吸附42%的粉量，傳統板擦只能吸附31%的粉量)，未來將再進一步改良，使板擦使用時能更順暢。

本實驗主要回收校園及家庭中產生之落葉與廚餘廢棄物，研究出最佳堆肥形成法，利用不同資材及自製發酵菌種，在促進堆肥發酵速度上比對照組縮短一半以上時間。檢測比較製成之堆肥各種性質，進一步以廚餘液肥及兩種腐熟堆肥對植物肥培發育之影響，試驗結果顯示無論對綠豆、辣椒及木瓜等植物栽培上在發芽率、株高、莖粗、開花數等均有顯著之影響，品質肥效甚佳。更特別地是研發出液肥具有清潔效果，並可製作具有吸附油漬能力之肥皂；甚至研發出落葉及廚餘堆肥可供甲蟲幼蟲飼養土效果甚佳。本組結合課本所學深入應用於生活中，期從家庭、校園開始推廣教育於鄉土間，能有生態資源環保回收觀念及關懷大地讓自然永續、生生不息之目的。

高空彈跳是用彈性繩一邊繫著身體，另一邊繫著高處平台，從高台躍下的活動。跳下時，繩索會伸縮並吸收墜下的能量，經數次擺動玩家就靜止不動。本研究是繩索的尾端並不固定！繩子放掉時，靠尾端纏繞橫桿的力量來綁住玩家，讓玩家心理恐懼更勝高空彈跳，玩起來更刺激。 首先利用重量極輕的物體來模擬，找出尾端的最高及最低極限且能安全的降落而設計出來，測試可行後，再將重量放大。我們認為在極限運動場中，尾端越低是較妥當的設計。因此之後實驗則是將重量放大外，也開始研究尾端的最低角度，不再重視尾端的最高點。現有極限運動都是外國人發明的，我們想發明這種最刺激、恐怖的極限運動，把它帶到國際舞台，讓大家體驗這個運動，為台灣人爭光！

藉由樂器發音原理的探究，了解頻率與發音體形狀的關係。我們發現鋼琴基頻和泛音整數倍頻關係的特性並不適用於鐵琴與圓形鋁棒上。敲擊鐵琴所產生的頻譜會有三~五個鋒值，即共三~五個不成整數倍的頻率所組成。而對圓形鋁棒而言，越細越長的鋁棒敲擊所產生的頻譜會越複雜。而我們利用Excel 分析鐵琴頻率與長度關係為乘冪關係，並使用同樣方法求出 15mm 圓型鋁棒長度與發音頻率的乘冪關係為y=867x-0.5109，而15mm 不鏽鋼管的乘冪關係式為y=1113.3x-0.5202，其中y 為長度、x 為頻率。利用這兩個關係是我們順利製造出第六個八度音階的鋁材質調音風鈴，與具有C5 到C7 兩個八度音的不鏽鋼材質風鈴，可懸掛於門後做為迎賓風鈴也可彈奏簡單的樂曲。

由於在夜市購買的俄羅斯魔術方塊，被同學摔壞了，而想到用紙板來操作，繼而發現了「魔術三角」。在教科書康軒版二下第七章「適才適用」及一上第七章「科技進步的推手」中，內容剛好與本主題有關聯。起初是想到由簡單的六塊三角形組成的 3-6邊形，但只能摺出三個面，若要增加面數，就要增加長條紙‧因而有 6-6、9-6 邊形。後來又想到若 360 度可被平分為四個直角所組成，因而發現了正方形方塊〈4-4 邊形〉，竟然，它比六邊形更好玩，更具挑戰性。從摺法中，又摺出了 8-4 邊形。甚至，最後完成了 12-6 與 12-4 邊形。不過，因為用太多層紙板，容易脫落又不好摺，所以未來想找出一種摺不破的紙來代替。這個題目是在生活中發現的題材，題目簡單，攜帶方便摔不破，材料成本低廉，製作容易，人人可做，可全面推廣。而且也是一個讓人愛不釋手，人見人愛的玩具，更是教學上的好幫手〈教具〉。

本專題係主要利用無線射頻辨識系統（RadioFrequencyIdentification）之特性來達到停車管理與認證之目的。此種非接觸式感應裝置是目前市場上之潮流，雖只有一張小卡片，卻結合了方便與認證之自動化停車管理機制。當車主進場停車前，將卡片貼近讀卡機，隨即可辨識是否為本車場認可之車輛。一但通過認證將自動開啟停車柵門給予車輛合法駛入，否則停車柵門將不予開啟。此輔助裝置之特點在於合法車輛之車主可自行持卡感應進入，一但停車日期停效，車場柵門將不予開啟，車主將無法進場停車。有別於傳統以搖控器開啟柵門之方式，傳統方式之缺點在於無法辨識此車是否為本停車場所認可之車輛，也無法自動控管讓車輛僅在有效期內進場停車，徒增車場管理上之安全漏洞與不便。

本實驗的主要目的是想初步瞭解生活中常見的清潔工具-掃把-的特性。首先普查六年6班全體同學們的身高與握掃把的高度之間的關聯性，以及掃地角度的特點，發現身高與握掃把的高度之間存在著固定比值的關係，且女生的掃地角度普遍地比男生大。於是更進一步去探討掃把握的高度、掃把毛的材質、掃地的物質以及掃地角度與清潔效果之間是否有關聯性。結果發現掃把握的高度、掃把毛的材質、掃地的物質的確會影響清潔效果，而慣用的掃地角度不見得會使清潔效果變好。經由這個實驗，我們初步瞭解掃把的相關特性，最後也針對一些實驗中不足的地方提出了建議。