生活與應用科學科

鑽木取火是鄒族傳統技能，除了生活所需之外，在以往部落征戰的年代還具有火占的功能。在進行研究時，我們先訪問老人家，再依訪談得到的線索安排一連串的實驗，經過我們實驗之後得知，鑽木取火要能成功的因素為：找到質地堅硬的木頭做為鑽木棒及鑽木板，而木頭要採用靠近樹心的部位。接著鑽木棒前端先使用過（呈黑色），鑽木板上要挖出一個較深的洞並加入木炭，最後再用力、快速的轉動鑽木棒，這樣就可以增加鑽木取火成功的機會。

「粒粒」皆辛苦這項研究主要是探討離心力的運用，從研究結果中，我發現各種影響骰子塔成功機率的因素，包括在何種環境下、運用何種杯子以及何種大小的骰子最容易成功疊出骰子塔。比較特別的是，我是一位左撇子，因此整個研究過程圖全是以慣用左手者的姿勢來研究 。經過這次的研究，我了解到骰子塔的成功在於離心力與摩擦力的應用，只要能確實做到收骰子、兩種擺動杯子的方式以及在桌面上滑行並快速停住，便能在兩分鐘之內疊出骰子塔。

地球上目前最常用的能源，就快被用光了，石油再用六十年，煤炭大約可用二百四十年。核能太危險，生質能（酒精）目前太貴。太陽是最古老的能源，它的表面溫度6，000℃，內心溫度15，000，000℃。是太陽系的中心，發光又發熱，對地球陽光普照，只要沒有烏雲，每一天地球上的天涯海角都看得到它，是最方便的能源。只要你有能力抓到它，不用買，而且取之不盡，用之不竭，是最乾淨、最好的能源，也可能是人類未來的主流能源。可惜目前使用率太低，追究其原因，是地球自轉又公轉，軌跡日日有變化，月月不相同，讓很多人無法抓得住太陽。上自然與生活科技----太陽的觀測這一課時，學會了用太陽觀測器將太陽在天空的位置分解為方位角和高度角，也學會了記錄太陽一天的軌跡，更知道太陽的軌跡每一天都不相同；瞭解地球自轉造成太陽的方位角，地軸傾斜和地球公轉造成太陽的高度角。為了好好利用方便、經濟、乾淨的太陽能，和同學們在老師的指導下，研究如何追蹤太陽，經討論和實驗後以圓盤的轉動當作地球自轉，圓盤的轉速調為每二十四小時轉一圈，及可追蹤太陽的方位角。用每二十四小時轉一圈的凸輪推動光電板，可追蹤太陽的高度角。將追蹤太陽高度角的機構裝在方位角的轉盤上，即可追蹤太陽。

本研究針對原住民傳統弓箭的製作方法、材質、射擊方式…等進行探究；更針對弓長、拉距、拉力、竹箭長短、射擊仰角…等變因和弓箭射程、準確度、箭速，進一步分析研究。 我們發現：拉距越長，拉力越大；拉距越大，射程越遠；箭越短，射程越遠；射擊仰角約350時，射程最遠；在相同拉距的情況下，弓長越短，射程越遠；以22磅拉力的弓測試，箭速大約每小時79公里；箭的行進路線是以拋物線進行的；箭的重心，才是影響箭飛行穩定性的主要因素；我們可以調整拉力或射擊仰角來使弓箭射擊更準確。 最後，我們期待以弓箭為媒，帶領大家學習科學，並更重視原住民的傳統文化。

硼砂水+膠水後混和出來的「彈力球」是小朋友最喜歡的玩具。他不但很有彈性，而且可以任意變形。「矽膠墊」是許多機器的保護套，它能減少機器的碰撞。我們將一些廢棄植物渣加進硼砂水和膠水，製成植物渣軟塊。並用矽膠墊裡的矽膠來進行實驗比較效果，透過墜落、加熱、黏性、無毒、載重、反彈、酸鹼以及隔音等實驗。發現許多植物渣軟塊和矽膠的結果各有所差，讓我們一起「彈」出新發現吧!

在新聞報導中，常常有車友因為卡踏受傷，嚴重者甚至有死亡的事件發生，因此我們構想設計可以自動鬆脫的安全卡踏。在各種卡踏設計中大略分兩種，登山用及公路用，我們先以老舊的登山卡踏為基礎來拆解，了解內部構造後，依照我們的需要來設計及改造卡踏，由於當車手在騎乘過程中，遇到緊急事件時，第一個反應就是按壓煞車，因此設計時我們想以煞車系統來連動卡踏鬆脫，將原本的卡踏中心主軸，設計成具有擠壓功能的軸桿，並以煞車線拉動機構，在按壓煞車時便可牽動此線產生力量，卡踏的挾持設計就會前後分開，卡踏可以自然鬆脫。當煞車解除後，卡踏又重新歸位。我們設計的卡踏除了可以自動脫離外，也可以依原本的操作方式脫卡。經過設計、加工、組裝測試後，這樣的機構是可行的，未來的研究方向是測試對煞車的影響及如何可應用改裝於任何自行車上，以符合實際使用的需要。

本文利用簡單的方法製作出鹼性直接甲醇燃料電池，陽極觸媒電極組件係利用電鍍法製成，陰極空氣電極組件使用催化劑MnO2粉末、碳黑粉末與PTFE粉末混合而製成，半透膜部分則使用PVA。 本文還探討了電池元件組合方式與電池效率之間的關係，由實驗結果可以發現，當電池內部含有半透膜時，電池內電阻會增加，但是也會有效提升電池輸出電壓。此外，電池陰極空氣電極的碳黑含量也會直接影響電池的效率。 本文中所製作出的燃料電池，效果最好者，功率可達588.49mW/g，電壓值可達0.63V。而相較於直接甲醇燃料電池陰陽兩極皆須使用鉑黑作為催化劑，我們所製作出的鹼性直接甲醇燃料電池只有陽極觸媒需要使用昂貴的鉑黑。

近年來澎湖縣在賴縣長積極推動帆船運動下， 2002 年世界盃 49 人帆船錦標賽選擇在馬公觀音亭舉辦， 同年亞洲盃風帆賽亦於同一地點舉辦， 這足以證明了澎湖群島是非常適合發展帆船運動的. 有鑑於此， 我們做了一系列探討帆船操控的實驗， 藉以求出一艘帆船於實際的風力吹拂下， 他的帆面該與船身成何種角度以達到最快的速度， 同時， 我們也應用此一結論， 利用手邊廢棄物做出資源回收之遙控帆船， 藉以驗證帆船操控的原理.

我們在Yahoo拍賣網無意間發現一個特別的「重力傾斜」酒架，雖然只是一根鋼管卻能完美站立，於是製作了許多不同規格的酒架和酒瓶去找出讓整體系統能夠達到平衡的原因，最後發現影響整個系統穩定因素與酒架的角度、酒架的切口、酒架的底面積大小及重心有關，而從中更學到槓桿定律的平衡原理。在研究當中意外發現編號9的酒架（酒架角度60°、切口角度120°）所形成的平衡系統姿態與網路「重力傾斜」酒架幾近相同，但因60度的酒架無法與裝滿水的啤酒瓶和紅酒瓶達成平衡系統。故取其長寬比做為依據，便可設計出符合「重力傾斜」酒架美感且又能達到穩定系統的酒架長度。

\r \r \r \r \r \r \r \r \r \r 流場流速之量測在現今流體力學領域中是一項重要的技術，由流場流速之分佈可使我們瞭解流場的特性，從而印證各種理論所得結果之適切性。而由於目前量測流場流速之儀器設備皆相當昂貴，如須購置，對於學校而言是一項沉重之負擔，因此本研究想利用低功率雷射結合已經相當普遍之數位攝影機，產生數位影像後，再藉由影像處理軟體分析轉檔，最後由質點影像測速軟體分析，求得流場流速之分佈。由研究之結果發現【1】研究並拍攝水在攝氏90 \r 度時之流場流速平均值約為2.87×10-2m/s，大於鋁粉之沉降速度（1.64×10-3m/s）甚多，因此可視鋁粉為理想的可視化介質、【2】為避免變形計算誤差的產生，利用畫有刻度之投影片進行校正，可確保拍攝面與影像擷取裝置平行、【3】DV之每張影像間隔0.034 \r 秒，因此所得之流速可視為瞬間速度、【4】每兩張影像圖可分析出一張流速圖，由多張流速圖之動畫可清楚看出流速的變化、【5】熱水上方之主要流場為向外且產生渦流，而其餘之流場則較不規則。本研究結果雖在經濟性方面有其優點，但如能將雷射之功率提高、可視化介質反射率增大、攝影機之解析度提升，則完整性會更高。 \r \r \r \r