生活與應用科學科

在強風中使用雨傘，很容易因風壓造成雨傘翻覆損毀，本創作之目的為研發一種新型的雨傘來改善這個問題，我們在雨傘上裝一些導流板形成氣動面，讓風壓的作用力有其他方向的分向量，藉以降低損毀雨傘的作用力，另外雨傘旋轉所產生的角動量，會形成陀螺效應，使雨傘具有水平穩定的慣性，讓傘面不易翻轉，我們也製作了新型的雨傘的樣品與傳統雨傘相比較，大約可提升28％的抗風能力，可使雨傘在風中更穩定也更安全。

這是對聲音滅火－聲音隔空滅火的可行性提出探討！ 來自陳坤龍老師的一段影片，我們探討它的變因，重要的是發現它居然和“琴音滅火”有關。 以鼓式風扇取代嘴巴，飲料杯當共振杯，兩個相同玻璃杯分別當吹氣與接收端。 沒有正對燭火吹氣或是在燭火與吹氣之間有阻礙，那一定不能滅火，這說明一定要有風－氣流的影響；共振杯太高太短都不行，太高氣流進不去共振杯中，太短是風直接吹滅燭火。必須要有共振才能增加玻璃瓶口的氣流振動達到滅火效果。 最後研究以喇叭來滅火，在浩瀚的20~20KHz中找到以170Hz與它相關倍數頻率能順利滅火的。

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。

一種可在膨脹狀態及未膨脹狀態間轉換的膨脹收縮瓶塞，為了簡化零件同時符合一般人的使用習慣，本設計之瓶塞包含：一彈性橡膠之塞座及一剛性塑膠之旋轉控座，其中該塞座之一控孔內具有一般設有螺旋導溝且具有孔徑變化的螺導段而該螺轉控座上具有一可在螺段內旋轉的螺轉頭，上述螺轉桿上徑向突出數條可在螺旋導溝內移動的螺旋突條。當螺轉控座之螺轉頭對應塞座之控孔內的一容置部時，該瓶塞在未膨脹狀態，可將瓶塞放置於瓶口內，而當螺轉頭轉到控孔上一假想孔徑小於容置部之膨脹時，受到螺轉頭的頂撐，該瓶座之一塞壁會徑向外擴，而使瓶塞由未膨脹狀態轉換到膨脹狀態，將瓶子密封。使用者之習慣即將瓶塞逆時針方向旋轉約本設計有兩種形式一種可重複使用之二段式瓶塞使用右旋螺紋，一種為不可重複使用之三段式瓶塞使用左旋螺紋，塞座之控孔內有一段無螺紋導溝的容置部。

為了解決妹妹在科展中，無法精確測定蝶豆花液濃度和抗氧化力的問題，因此想自製手機光譜儀及光度計。在製作簡易光譜儀的過程中，發現影響光譜清晰度的變因，因此設計實驗進行探究，經過三次改良後，製成設有試樣槽及手機支架的樂高手機光譜儀，能清楚拍攝到汞黃色雙線，且測出的蝶豆花吸收光譜波峰的位置，和國外研究報告相近。接著利用RGB LED、Arduino板、OP放大器、樂高積木等材料，製成具有加蓋試樣槽的SMD RGB LED光度計，並利用圖像積木化的S4A程式，編寫內建波長換算RGB值公式的自動化控制介面，可自動測出最大吸收波長，測出的結果也和國外報告相近，進而編寫檢量線公式的自動化控制介面，可自動測出待測蝶豆花液濃度，測出的結果誤差值約1-5％。

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。

「毒魚」是原住民傳統的捕魚方法之一，但是我們這一代的小孩對毒魚已經是一無所知，這一次我們以一種認識族人傳統漁獵文化的態度，用國小學到的科學方法對「毒魚藤毒魚」的相關問題一一探究。經過研究之後，我們認識了魚藤的特性，發現各種「解毒的方法」其實是溪水自然稀釋的作用，但是也了解過去許多原住民部落在毒魚時，他們只取生活所需，不隨便殘害魚蝦，解毒是他們對水中生命的珍惜以及尊重他人財物的表現。毒魚在過去原住民部落都是一種集體的行動，整個過程有長老的召集、倫理性的分工、技術的傳承、虔敬的祝禱、公平的分享漁獲等等，雖然我們已經遠離了那一個毒魚的年代，但是透過我們對這項漁獵文化的親身研究，在內心中我們也分享了過去原住民部落特有的豐收與喜樂。

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。

我們用VB編寫一套程式，將Wii Balance Board、攝影機整合成可以即時量測重量、重心變化及影像的測量系統(以下稱為WBMS)。此系統可精準測量紙盒受的重量，精準度高達99.85%。在增加紙盒支撐的實驗中，WBMS記錄的數位化資料分析發現：結構與邊框的交點最能有效的增加紙盒的承重，而且將結構有效的分配，所以位於邊框的V型支撐能圍出一個最大的有效支撐區，使紙盒承重增加。傳統單擺實驗在擺角為5度及40度的實驗誤差為0.41%及4.97%，以WBMS測量則誤差降為0.26%及0.18%，有效幫助實驗進行。在Y擺實驗中，WBMS具完美且精準的將Y擺的李沙育圖形分解出兩方向的單擺運動的功能，可運用在判斷及預測紙盒受壓力崩垮的原因及時機，可進一步發展有效的支撐回饋系統及雲端監測。

五下康軒版第三單元，熱的傳播與保溫提到，熱是可以藉由不同的材質加以傳播和保溫，於是激起我們想利用大自然的熱源，使水溫不斷上升以節約能源的使用，結果發現透過傳熱速度較快的金屬物質，加熱再利用較佳的保溫素材，的確可以將太陽的熱保留住。