物理科

透過六年級「簡單機械」中的槓桿原理製作一台小型的投石器，來瞭解是否真的能像「王者天下Kingdom of Heaven」電影中的投石器那樣神奇，一投就能準確的命中目標。閱讀過其他人所做的研究，我們決定不以彈力來做力的輸出，而以載物的重力來當做力的輸出，以改善彈力不穩定的問題，以達到精準投擲，並用這次科展來實作驗證。 第一、二個實驗，利用改變載重和抛出物來探討，抛出物落地的距離。 第三、四個實驗，利用改變載重和抛出物的力臂來探討，抛出物落地的距離。 第五個實驗，利用改變投石器的高度來探討，抛出物落地的距離。 第六個實驗，利用投擲桿的角度來探討，抛出物落地的距離。 第七個實驗，瞭解影響我們製作的投石器準確度因素，並加以修正。

我們發現學校、家裡到處有灰塵，室外的灰塵會經由紗窗進入室內，無論在櫃子上、桌上、地上都常常有灰塵，心想如果利用靜電吸塵的原理，讓靜電導入紗窗，是否能成功阻擋灰塵進入，來改善室內空氣品質，實驗結果發現我們研發的靜電紗窗，確實能攔截灰塵，攔阻80—90％的懸浮微粒進入室內，且透過並聯兩台靜電產生器的效果尤佳；同時利用線香煙粒，發現線香在通風環境正常燃燒下，靜電紗窗也可延緩室內空氣品質惡化。我們成功地在不鏽鋼紗窗上裝置自動型靜電產生器，研發出靜電紗窗來取代市面昂貴的靜電紗窗，有效地減少灰塵進入室內，維護空氣品質。

本研究主要是在探討影響吸管飛機飛行遠近的因素及探究吸管飛機的飛行原理。我們自製發射器，並探討紙環材質、紙環形狀、紙環寬度、紙環周長、機身重量、重心位置及發射角度對吸管飛機飛行距離的影響。我們的研究結果如下：紙環材質選用不易變形的護貝雲彩紙；紙環形狀以正方形最好；紙環寬度需前環窄後環寬；前環周長需比後環周長小；機身不宜過重以及重心位置必須在中間位置最佳；而在我們的研究條件下最佳的發射角度為5度~10度。我們也發現吸管飛機能飛翔升空的原理是因為傾斜的紙環改變了氣流的流動方向，而被改變方向的氣流會施予紙環一反作用力，故吸管飛機能受到一向上的升力。

一天，在把玩彈珠時，發現──從它往外看，彷彿置身於另一世界：近物大且成正像，遠物清晰成倒像。於是我們展開研究，好一探其中的奧秘。

騎單車已成為人們最愛的休閒運動，不但可以節能環保，對健康也是好處多，而且有很多縣市將持續興建自行車專用道，形成完整的休閒路線。不過，台灣是個海島國家，冬季東北季風盛行，沿海地區極可能有強陣風，騎自行車就要大受影響了。本實驗透過對阻擋物的長度、高度、數量、阻擋物的形體、車道兩旁阻擋物的距離、以及探討阻擋物的不同排列方式等各種實驗。我們得知： 1. 阻擋物較長、阻擋物較高、阻擋物數量較多、阻擋物形體是球體、阻擋物於車道兩旁形體的距離近，能減少行車方向與風夾角 90°、偏東45°、偏西45°時的行車時間。 2. 阻擋物形體是球體、阻擋物於車道兩旁形體的距離近、順風時阻擋物以 排列，逆風時阻擋物以 方式排列，能減少行車方向與風夾角0°時的行車時間。自行車道兩旁裝置阻擋物，確實可以減少風阻力。最好的方法就是視行車方向與風夾角的差異來決定阻擋物，讓阻擋物發揮最大功用。

學校的課程中，我們製作紙陀螺來觀察陀螺旋轉時間及混色現象，但我們想更進一步了 解陀螺旋轉時的軌跡為何，因此分別以陀螺盤面大小、陀螺軸高、陀螺的幾何形狀等因素為 操縱變因，製作不同的陀螺來探討陀螺旋轉時的軌跡變化，並探討不同的陀螺對轉動軌跡的影響。

本實驗先針對材質功函數與電弧狀態的關係進行研究，進而研究合金比例與功函數的關係，最後進行電解質、水果、豬肉以及農藥辨識分析，結果如下： 一、材質功函數與粗細： 1、功函數與電弧最大距離有負相關，但金屬的表面氧化會讓功函數變小。 2、合金比例所乘出的功函數對應的電弧最大距離與實際值接近。 3、直徑8~12mm的避雷針效果最差。 二、應用 1、 發現電解質濃度越大電弧中紫色光點越多。 2、 水果電弧偏紫紅，其中柑橘類與香蕉的顏色偏淡，可能是香蕉與柑橘類含的鈉離子較高。也發現果皮灰度值≧果肉的水果及灰度值大於豬肉的豬皮電弧顏色會偏紫紅。 3、農藥與非農藥可由波峰在波長500~520nm與偏藍光光譜來分辨。

探討如何將水火箭拋射得更遠的試驗之後，本研究的結論：⒈水火箭瓶內要裝水。至於裝入水與空氣的比例，依本研究而言是水量120ml/空氣480ml(1：4)，水火箭被拋射的最遠。⒉裝入含洗衣粉濃度越低的水，水火箭被拋射的距離較近；含洗衣粉濃度越高，水火箭被拋射的距離較遠。⒊瓶內壓力越低，水火箭被拋射的距離較近；瓶內壓力越高，水火箭被拋射的距離較遠。⒋瓶內的水溫越低，水火箭被拋射的距離較近；瓶內的水溫越高，水火箭被拋射的距離較遠。

本研究在探討毽子彈升軌跡與落點穩定度，我們設計了一座毽子的彈踢架，將彈升過程錄影來分析毽子的彈升高度與運行姿態和軌跡，再以毽子的落點座標來分析其穩定程度。我們成功找到最佳的撞擊力道與撞擊角度，並改變毽子的材質和構造，透過實驗歸納製作毽子的最佳條件。最有趣的是改變毽子的重心，意外發現運行軌跡與彈飛姿態多變，非常精彩。最後我們結合塑膠透明片來製作創意毽子，利用快速運行時，氣流推動翼片，成功製作一個彈升穩定且會螺旋旋轉的創意毽子。

一則新聞報導指出：一位木瓜農民找出效果最佳的防蟲網使用方式，讓他的木瓜園不怕蟲害，更不怕颱風侵襲。考慮颱風的風和雨與木瓜樹需日照充足之條件，我們自己設計與製作測量裝置，並進行相關的研究實驗，結果發現：木瓜樹葉片數量多、莖的高度高、結果數量多，會使木瓜樹受風吹襲時產生較大的力矩，造成容易傾倒；抓地能力增強時，則可以抵抗較大力矩，使木瓜樹不易傾倒。單層的防蟲網隨著網目的增加、二層不同網目重疊或間隔、增加水份，都會使風力減弱百分比增加，防蟲網承受的作用力增加。防蟲網為黑色、網目的增加與二層的重疊或間隔，都會降低照度。木瓜園平時防蟲時使用16目與32目重疊，颱風來時，掀開32目留下16目，是較佳的選擇。