物理科

本實驗欲探討影響驗電瓶金箔帶電張開角度隨著時間閉合速度的因素，設計實驗一到實驗八，結合驗電瓶、自製靜電產生器、組裝Arduino LED燈光源與真空幫浦等，每隔兩分鐘拍照並使用電腦程式tracker分析計算帶電金箔角度的閉合情形，記錄之。 實驗證明，濕度、氣體極性、溫度、氣壓(氣體分子密度)、光線有無、光線頻率與亮度均會影響驗電器金箔的閉合速率，且濕度越大、閉合越快；周圍氣體極性越強、閉合越快；溫度越高、閉合越快；氣壓越大，氣體分子密度越高、閉合越快；照射光線頻率越大、閉合越快；照射光線強度越強、閉合越快。

本研究在探討影響葉子掉落樣態的因素，以不同條件的紙片模擬自然界的各種葉子，並以不同的擺放方式模擬葉子掉落瞬間可能的角度，將每次實驗過程錄影後，格放錄影畫面進行分析與量測。研究結果發現紙片的長寬比、質量以及擺放方式都會影響紙片掉落的樣態，並能從本研究的結果，推論至真實葉子掉落樣態的預測。

水下偵測機在偵測時需要動力補給，若可以使用無動力無聲無息地偵測又不消耗能源，那麼此偵測機就相當值得研究及探討，在搜尋資料過程中，無意間找到無動力水下滑翔機相關資訊，僅靠重力和浮力就能在水中前進。那麼如何增加它在水中移動的距離呢？這問題引起了我們研究及探討。 所以我們嘗試改變拋重和配重的位置、十元硬幣數量、機翼長寬、機身長短、水深、入水角度等等因素，發現拋重和配重的位置變化影響下潛距離最為明顯，加長機翼長度也能大幅增加無動力水下滑翔機下潛距離。另外我們又設計當水槽深度變成兩倍時，可讓無動力水下滑翔機的下潛距離會增加近三倍之多。

我們利用現有的實驗器材來製作氣體體積與溫度變化觀測工具，測量範圍在42℃~30℃之間。我們將觀測的數據，用Google試算表做資料分析，發現氫氣、乙炔、二氧化碳、氧氣這四種氣體，和查理定律中「氣體體積與溫度變化呈線性關係」相符。而查理定律中提到，當到達絕對零度(-273.15℃)其物質總體積為零，於是我們推算當氣體體積為零時的溫度，結果發現，當乙炔體積為零時，其溫度是-279.3℃，最接近絕對零度。而在應用上有氣體溫度計，氣體溫度計被用在精密的測量上。在這個實驗中，我們學會了利用現有的器材解決問題，並且不斷的改良我們的測量儀器，使其更好操作、精密，並可以利用這種態度去自學，讓學習更深更廣。

本研究用自製簡易風洞製造穩定氣流，探討不同風速下沙丘速度及成因，研究得知沙子種類及性質皆會影響沙丘的形成，但特定風向皆能形成新月丘，所以利用保麗龍球來取代沙子，用顯著之運動探討在不同條件下沙丘成因。實驗中設計單峰型態(不同高度) 在不同風速的比較，並探討雙峰間風速不同所對應關係。發現單峰實驗風速與移動速度為正成長，而單峰起始高度則與移動速度為負成長；雙峰沙丘因前峰所受風力較強，因此速度也越快，結果就能與後峰互相結合。本次實驗証實移動速度受幾個因素影響:1.風力，2.地形。望能建立特定氣流沙塵移動方程，並完善參數，若配合大氣模組參數建立風沙預測系統，可減緩沙漠化，並建立沙塵暴預警措施。

從飛行穩定性來探討物體的飛翔，發現翼面積大小、展弦比、後掠翼、翼面配重是影響穩定性的要素。所以要設計穩定飛翔的飛機必須強調適當翼面積大小、展弦比、後掠翼，以及翼面配重重量與位置必須適當，配重位置應該靠近翼前緣效果較好，甚至利用延伸出翼面的方式，能以較輕的重量達到下壓翼前緣的效果，避免失速；最後還發現垂直尾翼可有效改善偏航現象。本研究還觀察出翼的上反角有助於防止飛機滾轉，進而設計風洞實驗，發現錐體能穩定不翻滾；因此推論秋行軍蟲的翅膀與身體如果能形成近似錐體，就能在氣流吹襲下，穩定停留在空中，進而飛越千里來台。了解以上這些影響飛行穩定性的因素後，實際用在所設計的飛機上，可讓飛機飛的又穩、又遠。

利用黏滯度和蜂蜜及麥芽糖相近的矽油，研究高黏滯度流體繩捲效應。經實驗發現，隨著矽油滴落高度距離液面的改變，繩捲區的盤繞角頻率、盤繞圓直徑及流體柱截面半徑的變化，在不同盤繞模式下會有所差異。此外，藉由改變溫度，改變矽油的黏滯度，隨黏滯度的改變，也會影響繩捲區的盤繞角頻率、盤繞圓直徑及流體柱截面半徑。此外，流量及黏滯度會影響各模式出現的高度；流量的影響較黏滯度大。

『冒泡的美』引領我們進行一系列泡膜力學探索。泡膜形狀的變化，因操作變因而隨之改變。本實驗我們採用攝影方式，截圖分析、觀察與測量。實驗分:一、兩鐵絲線圈間開放泡膜的拉鋸，觀察泡膜的形狀改變；二、單一封閉柱狀泡膜在上下出接口間改變垂直間距，觀察泡膜曲率半徑變化相關性。探討得兩鐵線圈直徑與兩泡膜間最小圓徑的關係式1/R1+1/R2=1/D，是為開放泡膜力學平衡所致；在單一柱狀泡膜會出現上、凹、下三個曲率半徑，泡膜在破裂前的平衡穩定狀態之曲率半徑相關方程式1/ro =1/rB+1/rA，是為液體表面分子收縮於最小表面積，呈現壓力平衡的現象。

五年級自然課中學到有關磁力的單元，在討論科展題目時，我們討論以「磁力槍」為科展的題目，探討有關強力磁鐵對鋼珠運動條件有甚麼影響，首先我們討論磁鐵的磁力範圍有多大，以及磁鐵可以吸住多少的墊片與重量來計算磁力，接著我們探討磁鐵數量與鋼珠數量之間的關係，接著利用不同的方法觀察並計算鋼珠被撞擊之後的運動速度，接著我們想挑戰鋼珠在圓形軌道的運動條件，最後我們應用前面實驗的結果，製作簡易的防盜裝置，透過以上的實驗觀察，我們發現在磁力的作用下，可以加速鋼珠的運動條件，不必再利用其他的動力來源，在不會受磁場影響的運動條件下，是可以運用的一種能源。

日本開發出一種不鏽鋼扇，浸水冰凍後可搧出像冷氣般涼風！我們對此節能減碳又能在炎夏保持涼爽的發明深感興趣，便設計實驗探討。首先想知道哪種形狀的扇片能搧出較強風。實驗一、二知，以梯形的下底朝目標物搧動，可產生較強風。其中，我們設計了一較靈敏的單摺葉片風車，用以測量風力強弱。再來，將不同材質梯形扇浸冷水、浸冰水和浸水冰凍，想知道哪種狀況下可搧出較涼風。實驗三～六得，降溫效果最佳的並非不鏽鋼扇，而是鋁扇。且扇片本身溫度愈低、鑽孔數愈多、厚度愈厚，對氣溫降溫效果愈佳。此外，我們另設計一種蠶絲紙扇，能降低氣溫最多，缺點是降溫時間很短。最後，我們發現降溫效果主要不是在大幅降低氣溫，而是在延長降溫持續時間。