物理科

我們主要是在探討眼睛看到的顏色不一定是真實的顏色；我們主要有兩個研究主題，一個是探討色彩對比後的視覺，另一個則在研究色彩同化後所產生的顏色變化。我們要探討的變因有：顏色變化與底色的顏色及線條的粗細、間距、密度、彩度等的關係，最後也結合了「色彩對比」及「色彩同化」的原理與視錯覺「白色僧侶幻覺」的關係。

參考資料二的水錘實驗是探討充水剛性管壓力波的強度及週期；參考資料六的實驗是以距離除以時間求充水軟性管的波速；而高中共鳴空氣柱的實驗為空氣在剛性管中形成駐波，本實驗經由理論分析重新整理後，推論當波動在充填流體的彈性管中產生振盪時，為流體的彈性與管的結構、彈性在徑向上的串聯效應。 本實驗將彈性管充滿水置於木架上，一端接上注射針筒，另一端接上水箱。擠壓注射針筒產生波動，藉由感測器記錄波形讀取振盪時間，改變不同的變因，實驗數據支持理論分析。 最後利用理論計算出空氣在矽膠管共鳴時的波速是由空氣及管共同決定的，故波速小於(331+0.6t) m/s，實驗數據支持此推論，可知形成駐波的頻率，不只與管長有關，也與管徑、管壁厚度、材料有關。

起跳後落地時，腳要做『緩衝動作』，這是一種以柔克剛的方法。起跳後落地時，腳會自然的彎曲，但是：一、高度越高衝力越大嗎？二、為什麼要有這些彎曲關節的動作呢？三、落地時，腳接觸在比較有彈性的地面上，能夠減緩衝力嗎？

洗東西時，有時會形成水膜、水苞，讓我們驚嘆，但有時卻噴得到處都是，造成我們的困擾，所以我們想找出水柱沖在物體上的規律性。我們將物體分為平面與凹凸面，用水以不同流速、水柱長沖在物體上做探討，結果發現平面物體正多邊形邊數愈多，水沖在上面愈容易形成水苞，且物體愈小、流速愈快，水苞變寬率愈大。我們也發現平面物體，只要傾斜60度以上，不管水的流速有多快，水都會沿著物體傾斜處斜斜流下來，不會形成圓弧狀。而流速愈快，沖在愈小、愈淺的凹物體上，水平噴水距離會愈遠。藉由這些實驗結果，我們就知道該如何沖洗東西而不把自己弄濕，而所探討出的水膜、水苞規律性，也可以應用在噴水池公共裝置藝術當中，讓我們的生活環境更加美好。

本研究是利用風洞裝置觀察球體下落時，後曳力減緩球體下落的現象。並研究球體終端速率與截面積、質量、外在流體溫度的各種關係。並且利用風洞設備研究兩球體下落時，下方下落球體所產生的尾流對上方球體下落的影響。我們測量了球體下落時位置、速度、流體溫度等。依據實驗的結果，我們得到了以下推論：一、風洞可使自由落體中的物體運動減慢，方便觀察終端速率。二、乒乓球終端速率測量9.2m/s，因為測量方式造成的誤差略高於理論值8.89m/s。三、保麗龍球終端速率測量略低於理論值，但十分接近，證明本方法可用於測量終端速率四、兩球體下落追逐時，位於上方球體在接近過程中會受尾流影響造成下落情形改變五、溫度降低時，球體下落終端速率會略微升高，但下落情形較為穩定。六、溫度降低時，球體的尾流長度會略為縮短，但尾流會較不明顯

一則網路影片用皮鞋開酒瓶塞，引起我們的好奇，背後的原理和影響因素是什麼？經討論及資料蒐集，設計實驗並自製撞擊器來控制撞擊力，希望找出原理和影響的因素。發現：撞擊力須透過液體傳遞，且液體量要足夠；撞擊頻率高有較佳的瓶塞移動效率；撞擊力傳遞至瓶塞須大於瓶塞及瓶口間的阻力才能使瓶塞移動；瓶身角度須水平置放；墊子的緩衝性太好會吸收撞擊力，可能無法克服瓶塞的摩擦力；不同材質及不同表面性質的瓶塞會影響瓶塞移動的成功率；容易產生氣泡的液體，瓶塞移動成功率較好，黏滯性高的液體則較差。瓶塞移動的主要因素是靠撞擊力的傳遞來推動瓶塞，可以用流體力學的白努利定律來分析，而空蝕現象的發生則有助於瓶塞的移動。

一、年度物理科國小、國中、及高中組參展作品，不乏有新的題材，選題雖以探討一般現象居多，但往年熱門題目今年已顯然減少，大多作品具創意，研究方式也較活潑。 二、多數參展作品細就地取材自行製作成品，設計實驗對實驗過程考慮嚴謹，參與同學也具有熱誠與投入，至為難得。 三、高中組大部分作品以實驗研究為主，操作實驗器材熟練，顯示動手做的教育已逐漸在國內生根。 四、今年編寫作品說明書內容甚具完整性，打字及印刷普遍均佳。 五、國小及國中組仍有不少做者缺乏實驗誤差的觀念，對確立實驗數據之準確度尚需加強。 六、高中組參展作品似不大踴躍，今年擴大舉辦高中畢業生大學入學甄試，可能影響參展的意願。 七、國際參展係限國三至高三作者僅為一人之作品參加選拔，現物理科參展作品以兩人合作研究居多，不符合國際參展之一人作品，尚需鼓勵。

水滴碰撞是一個很有趣的實驗，一般的水滴碰撞實驗，都是用快速攝影來捕捉水滴碰撞瞬間的情形。我們改以蠟油來代替實驗，因為蠟油在不同的碰撞條件下瞬間凝固，留下碰撞瞬間的圖形或動態變化，我們就有足夠的時間與證據來分析探討變因。將落下的蠟油滴落在液面或固體表面時碰撞所展開的圖形，用影像分析軟體『ImageJ』測量碰撞後蠟固體展開面積，也可以測量「水中展開蠟滴固體最大長度(直徑)」來分析液滴碰撞瞬間的動態情形。 我們設計實驗讓固定蠟油從不同高度滴在紙面、不同固體表面、水面、不同聲波頻率振動的水面，根據蠟油凝固後展開「蠟滴展開面積大小」與「蠟滴形狀」分析液滴碰撞的情形來進行研究與探討。

水滴滴落液面的同時，水滴除了會產生漂浮之外，你是否可曾想到『水滴會產生至少兩次以上體積縮小的不連續現象』，如圖二。我們想知道，為何液滴不是一次就被吸附進入液面？而是在吸附進入液面時，會產生這種多次不連續性體積縮小的變化現象。我們實驗過程採用高速攝影機來觀察這個有趣的現象，實驗發現，液滴的表面張力、液滴滴落的高度、液滴體積的大小等，都會影響液滴是否產生這種不連續性的體積縮小現象。當表面張力越小，如酒精、洗碗精水等，液滴不僅會產生漂浮，而且在吸附進入液面時，產生至少兩次不連續性體積縮小的機率都達百分之百。而且，隨著液滴滴落高度的增加以及液滴體積越大時，產生至少兩次不連續性體積縮小的機率隨之下降。

本實驗以空心的橢球，在其內部填充液體物質，對照內部為固體、空氣的情形，探討不同的容量、不同的轉速、不同的接觸面，與橢球長軸等變因對穩定性（註）之影響，結果發現穩定度隨模型內填充的液體體積的增加而呈現下降情形，並且得到其他變因的影響程度。(註：穩定度(性)：橢球模型旋轉自一定轉速並釋放，因摩擦而其長軸由垂直水平面逐漸變為平行水平面的時間，以秒數表示)。