物理科

在高中實驗課本等位線與電場的實驗中，我們發現有許多困難，且很多同學在相同的電壓下，所獲得的等位線的分布並不相同。因此引起對它深入研究的興趣，藉此想暸解影響結果的因素，並對實驗方法加以改良，推廣應用到一般靜電學之研究。

撈油網可以撈油，主因網格上形成水膜支撐住油，推論有五種力影響水膜，分別是內聚力、附著力、表面張力、重力、不同分子間的作用力。撈油網的網目很小（約為0.04mm2），形成的水膜較強韌可撐住油，大網格的水膜，水量較多，容易破裂；溶液成分可降低水的表面張力，內聚力變弱，對網子附著情形較好，有助撈油；網子弧度越大，網格邊緣所需的支撐力較小，而水膜中央又夠強韌可以抵抗油的重量，因此有助撈油；溼度越高水膜較不易蒸發，溫度越高水膜蒸發效率越快導致水膜易破裂，無法支撐油；靜置時間越久，蛋白質有足夠時間破壞水分子間的氫鍵，使水膜更易附著網格，提升撈油效果。撈油網應用於撈海洋油汙效果更佳，油品及海水的性質皆有助於撈油。

學習了力學之後加速度及能量的問題不停的圍繞著我們，但課本中所有的力學實驗大都由於計時裝置的不夠精確，而無法很完整的來滿足定理的要求，因此在寒假期問我們幾個同學換在一起，企圖自己設計出－套準確的計時工具和力學實驗裝置，來驗證課本中所告訴我們的力學性質。在計時工具方面，水鐘車以及微量天平的裝置，給了我們不少的啟示。加上電磁鐵的瞬間開關，我們終於設計出一套可以計時到千分之一秒以內的計時工具了，在力學裝置的儀器部分，我們想藉由二粒鋼珠在空問碰撞的相對位置關係上，找出運動學中所必須遵守的法則，進而探討位能與動能的轉換以及摩擦力所發生的效應：這樣我們不但能更充分的瞭解了課本中所斂述的力學原理，進而在自己動手的原則下，達成了學以致用的目標，並且在做過實驗後所得到的完整數據及資料中，我們又得到了豐碩的討論題材，從這些題材中，所獲得的寶貴知識，不但在開始時出乎我們的意料之外，其結果也確實讓我們興奮。

本實驗乃針對探討導電液的導電性或電阻值是否適用，課本所提的歐姆定律延伸式Ｉ＝ V/R＝VA/ρL 而量身設計的，是故利用吸管為容器填裝食鹽水(導電液)以方便控制長度 Ｌ 及截面積 Ａ。 為完整的探討影響導電液的各項因素，實驗中設計以食鹽水溶液裝入各種粗細長條形吸管製作導電液柱、U型管及圓盤容器，探討不同的食鹽水濃度、溫度、液柱長度粗細、通電時間、電極物質、兩正負電極距離等因素，對通電時電流值的影響。 由本實驗可知條型容器（截面積固定不變）的導電液，和金屬導體一樣，可滿足歐姆定律：「通電電流與導體截面積Ａ成正比而與正負兩電極距離Ｌ成反比」。 以濃度M=20.0%、溫度T=16.0℃為例 I(mA)=106.3*V/L=106.3*AV/π1.22L=23.5V(V)A(cm2)/L(cm) 為進一步明確找尋其他形狀導電液柱的Ｌ與Ａ，我們首先探討圓盤容器中食鹽水溶液中的各點電壓分布情形，甚而想了解溶液中離子的移動軌跡或密度分布。在本實驗已對圓盤中的各點相對電壓及離子分布密度有初步的認識。

設計模擬實驗，找出正式實驗時會遇到的問題與狀況，並加以克服，以減少正式實驗時的問題，進行一系列的探討實驗，從（一、豆子種類）→（二、溫度差異）→（三、有無照光）→（四、有無壓重物）→（五、燒杯及壓板的大小）→（六、空氣流不流通）→（七、豆子品質），探討各種變因對綠豆芽生長的影響，進而找出種植最棒、最好吃綠豆芽的方法。經由此次的實驗，我們發現要種出最棒、最好吃的綠豆芽，需要一個不照光、黑暗的環境，使用健康的豆子，將豆子事先泡水，讓豆子吸水膨脹，挑出不發芽，不健康的豆子，再將健康的豆子平鋪在容器上，放上隔板，用8倍豆子顆數的重量（gw）施壓，並定時、適量澆水，5-6天後，就可以吃到最好吃的豆芽菜。

(一)物理學上探討簡諧運動時，最常見的問題是質量m的物體繫於一端固定的彈簧的另一端，物體受F=-kx的恢復力作用時，簡諧運動週期是多少？高中學生第一個想到的答案是T=2π√m(1)/k。大一所唸的 Hal-lidy 著之 Physics (1964 年版) (2) 316 頁第30題作業：“質量 m8的彈簧掛上質量 m 的物體時簡諧運動之週期T=2π√m+m8/3/k試證之"。本題作業於1974年版(3)已刪除，全國第廿二屆科展曾有證明本公式 的作品參展(4)。(二)作者於全國第十八屆科展參展 作品中(5)一條用來測表面張力的自製彈簧，力常數相當小，水平放置時有一條用來測表面張力的 13.5公分，鉛直吊起，由於本身重量作用，長度達32.45公分，用它測振動週期時，可振動 100 次仍未停止（阻尼 Damping 甚小），當不掛任何物體時測得的週期不但 T=2π√m/k無法解釋，且和 T = 2π√m+m8/3/k 所求得的結果亦相去甚遠，引起作者進一步研究的興趣。

本件作品主要是由目前最新穎的一種充電方式──無接點充電──出發。先了解其基本原理──電磁感應，再應用此原理，使用可發出電磁波之裝置，搭配感應線圈，產生感應電動勢。之後並探討各種變因對此裝置輸出之影響，設法找出其最佳情形，同時利用此原理尋找生活週遭之電磁波來源。最後，利用此裝置之原理，實際作出生活化之成品，與傳統發電方式加以比較，再思考此種發電方式之優缺點與未來發展應用方向，對此裝置加以改進。

本實驗的目的在尋找球往上滾的秘密，到底球為什麼能由低的地方往上滾？剛開始我們先利用木桿當軌道，分別改變軌道的形狀、粗細、材質、表面摩擦力，來找出讓球往上滾最容易成功的軌道；接著，我們試了各式各樣的球，並且探討了球的大小、重量、重量分布及重心位置對球往上滾的影響, 最後找出了球往上滾最容易成功的器材條件及人為條件，並建議可應用到教學、益智遊戲，或訓練手眼協調及復健之用。

一、A4紙張折成的?翔機要能滑行得遠必需要平順的滑行，除了滑翔機的材質(質輕但堅固)及對稱等條件外、主要和重心位置、側翼、水平翼面積、發射速度及角度有關。不同的滑翔機條件，只要用對發射方法，也可以獲得良好的滑行距離。 二、從實驗的結果，我們獲得了如何依據滑翔機的滑行軌跡來調整滑翔機及發射方法使它能更平順的滑行，獲得較佳的滑行距離。 三、最佳發射角度和速度要能產生適合的升力使滑翔機射出後能平順的滑翔，和重心位置有關，重心越前，發射角度和速度都有增加的趨勢(角度為向下增加)。 四、最佳的滑翔機為重心位置可以使機身以穩定的速度平順的滑行。

本實驗是『讓洋菜替彈性說話』，藉由自製之儀器來測量洋菜凍的形變情形，利用洋菜凍來探討虎克定律和楊氏模數之彈性問題。實驗過程中發現洋菜凍在室溫下凝固，易造成內部濃度不均勻，於是，我們利用0℃的冰作冰水浴，改善此濃度問題。由實驗數據分析得知，相同濃度的楊氏模數並不是常數，而與長度、面積、體積及形狀有關，並推測楊氏模數的常數和面積及長度成線性關係。再者，我們發現壓縮洋菜凍時，圓柱狀的洋菜凍其形變輪廓為均勻變大，而三角柱、正方柱與長方柱的形變卻有不均勻的圓化現象，由此不均勻變大之輪廓，設定一內部等效彈簧模組計算，可說明上述三種柱體的變形有趨向於較低彈力位能之趨勢。