物理科

我們的實驗目的主要是探討影響橡皮筋風扇船在水面航行距離的因素為何？瞭解其相同船身、相同重量且動力相同時，利用船體的樣式、扇葉的位置、風扇支架位置、扇葉的不同樣式與大小、船頭樣式的各種變化來瞭解影響橡皮筋動力船的行進距離的因素，並進行實驗與探討，來驗證我們的想法，希望能夠掌控一些節能的製作動力船艇技巧，加以應用與了解。

用手指當作支點，利用槓桿原理和相關物理原理，將筆桿在五指之間的空隙來回轉動，做出如行雲流水般的技巧，這就是「轉筆」。轉動筆桿跟握筆手勢與施力位置有相關，要成功的轉動筆桿而不是彈飛掉落，須符合3個條件：1.筆桿長度需適當（＞12.0cm）；2.筆桿重量不能過輕(＞8.0gw)；3.要掌握注重心調整支點位置。而我們也發現：1.筆桿越長，轉動越順(以15.0~25.0cm最佳)；2.筆桿兩端平均增加重量，轉動越容易成功；3.直徑1.0公分的筆桿最好轉動；4.螢光筆最容易轉出各種技巧；5.有蓋的筆，須將蓋子移到另一端，增加長度與平衡重量才好轉動；6.大部分的筆都適合正轉與迴旋；7.按壓筆會因為筆夾影響反轉及彈筆，要注意拿筆的方向，才能順利轉筆。

入射油滴(母油滴)與水面第一次碰撞時並不會穿透水面，但碰撞過程所產生的液柱會震盪，我們發現若液柱震盪過程中有產生分離的油滴(子油滴)，則子油滴落下時跟液面進行第二次碰撞，在某些狀況下會發生穿透液面的現象，但母油滴高度並非愈高就愈容易產生可穿透液面的子油滴，經由觀察結果顯示，子油滴是否可以穿透液面與觸水時液面振動方向有關。另外我們也觀察到水面的溫度對子油滴穿透的影響非常小，但加入清潔劑的液面比較容易被子油滴給穿透了，另外我們試著縮小母油滴的體積，來觀測子油滴穿透液面的狀況。

我們利用波以耳定律推演出的實驗，希望達到和排水法一樣的效果，測量易溶於水不規則形狀物質的體積。實驗主要是探討波以耳定律是否能夠同樣測量出易溶於水不規則形狀物質的體積，我們重複多次測量了不同質量的氯化鈉與蔗糖，透過觀察壓力的變化，並代入公式算出體積。實驗結果發現：這個方法可以取代傳統排水法來測量易溶於水不規則形狀物質的體積，是一個不浪費水又省時且不會汙染待測物的好方法。

研究樑柱的形狀、擺放方向及在相似形狀下，樑柱的寬與高對支撐力的影響，再將研究結果用電腦程式模擬驗證，適當的樑柱配置是有助於建築結構的抗震效果。 使用厚紙板製作各式模型體，在相同材質、長度及斷面積等控制變因下，以砝碼吊重，並設計了將微小變形量放大再依比例縮小的間接測量方法，算出微小變形量，經實驗後獲得以下的結果： 1.物體載重力和形狀有關，以W型、工字型和長方形樑較佳。 2.物體載重力和擺放方向有關，相同形狀時長邊的支撐力優於短邊。 3.物體增加寬度的方向如與力的方向平行，可以有效提高支撐力；如與力的方向垂直，也可提高支撐力但效果比較差。 4.利用樑或柱的強邊去補強建築物平面的弱邊，可提高抗震能力。

去年根據附壁效應試驗出幽浮飛行器後了解氣流對飛行影響很大值得細探，於是今年更深入對外殼弧面、垂直導流板與水平移動板進行改造，發現： 1.機殼弧面改成低圓，不會降低氣流附壁升力又可減重 2.機身反扭矩力與螺旋槳長度與轉速成正比 3.小面積的垂直導流板修正反扭矩角度過大會耗損升力 4.水平移動板將向下氣流轉向水平側邊過多也會影響升力 根據機殼氣流附壁實驗發現，每一種變項都會相互影響下，以有限的升力調整出最佳平衡的構型，測試發現：機殼表面氣流的附壁吸力能有效提高升力16.7%，且風力越強提升比例越高；載重可達500g，且載重與續航時間成反比。沒想到只是簡單的幽浮外觀牽涉到的飛行氣流竟是如此的奧妙又有趣！

在一次科學活動中，我們以綠色雷射光照射玻璃瓶底，出現了特殊的干涉圖紋，我們對這種美麗圖紋形成的原因感到好奇，我們想要探討其形成的原因原理、現象及時機，進而試著找出形成圖紋的規律性。 一開始我們先從引起我們注意的玻璃瓶底開始著手，之後用了玻璃圓盤上的各種圖形，用雷射光照射，所形成的干射圖紋當作探討，接著試著找尋其他物質是否可以取代玻璃罐，過程中發現光所照出的形狀似乎與材料有關，所以試著進而找固、液、氣三種物質經雷射光反射跟折射的圖紋，能不能模擬玻璃罐照出我們要的形狀，最後再用能較能自如控制形狀的熱熔膠在載玻片上塑形來進行光的實驗找出特別的連續曲面、折射及干射圖紋，希望能利用這些方法找出一些規則。

回授現象是一種特殊的物理現象，不僅出現在聲波上，也可能發生在其他現象中。本研究想針對聲音的部份進行探討，藉由生活中常見的聲響設備如音箱、麥克風、效果器及手機來進行實驗，並藉由電腦來錄音及分析，我們想要探討的變因包含有距離、角度、阻隔物、反射物、音量、阻隔板等變因，期望藉由實驗結果，分析了解回送現象背後發生的原因，並找出避免這個現象的方法及其未來的應用性。從實驗結果中，我們發現了回授現象的起源應該是空氣的擾動，而麥克風與音箱的距離會讓回授現象的頻率呈現一種特殊的規律變化，另外，聲音反射也會影響回授現象，因此我們製作了降回授裝置，能有效消除回授現象，而阻隔物也是未來可以運用的一種降回授方式。

架設陀螺發射裝置，發現陀螺的轉動時間可能受到陀螺重量、陀螺軸高、陀螺盤面大小等因素影響，因此分別以上述三個因素為操縱變因製作不同的陀螺來探討陀螺的最佳設計方式。

「波形密碼」中的“波”，是黑繩示波器上白線反射的光線被黑繩擋住而形成影點，因視覺暫留而殘留並連成波線。首先，發現圓筒曲面經幾何投影會造成波長呈現「短－長－短」的歪像畫狀況，砂帶機則不會；黑繩的擺幅會限制波形振幅，黑棍則不會。第二部分，推導出相位差公式：相位差＝(波數×360°)/半面白線步數＝(360°)/(半面白線步數×轉速比)，且當相位差為360°的整數倍時，波線會完全重合。以及波數公式：波數＝1/轉速比＝(相位差×半面白線步數)/(360°)。第三部分，從經拆解的Ａ、Ｂ、Ｃ組函數關係式開始，最後推出Ｄ組（圓筒＋黑繩）的函數關係式： y=kcos⁡(f×tan(ωx)+b)×cos(ax)或y=kcos(ω×|x|m+b)×cos(ax)。