物理科

我們運用資源回收的寶特瓶和EVA軟質地墊，來快速組裝穩重安全的環保浮筏。研究發現，當載重浮筏底面積和高的比值越大，重心位置越低越穩定，回復力矩越大，穩度越高，載重能力越大（在小於最大浮力的情形下）。同時還發現，模組重心吃水深度（dｗ）、模組吃水深度（d）、重心與浮心高度差（Δwb）、模組頂部與重心高度差（Δtw）等四個參數，也會影響浮筏的最大載重（Ｗ），並自創一個快篩函數f(dｗ, d, Δwb, Δtw)，可以大致計算出浮筏最大載重的變化趨勢。我們結合自創的快篩函數，設計自製可以裝填不同重量物質的環保浮筏，可以推廣至各水域，作為安全可信賴的救難設備，兼顧環保與救難的雙重功效。

我們發現物體會因為所在位置的震動而產生位移，在大鼓上此現象會表現的更明顯。我們也發現物體移動的距離和方式與落槌位置、物體大小、物體重量與接觸面積有很大的關係。在做完實驗之後我們還發現，落槌位置靠近邊緣時，物體較容易翻轉，物體重量太輕，會使移動狀況不穩定，以及接觸面積太大與太小都對物體移動有負面的影響。同時，我們也看到物體因震動而產生移動時會有以鼓心為圓心移動畫圓的現象。最後我們將研究結果應用於農作物：稻穀、花生的好壞分別上。

水池邊，看到石雕魚噴出的水柱，水面變得凹凸不平，分析文獻後，發現都沒有解釋原因的相關研究，決定深入探討。實驗發現，雙水柱所形成的水結依序為水平面、鉛直面…的呈現。我們研究顯示，因為表面張力的緣故，雙水柱會以麻花狀互相纏繞，並在水平面及鉛直面水結交接處，水柱會快速旋轉90度，使水結翻轉，因此會形成數個水平面及鉛直面水結，最後才結合成一道水柱。也發現，使水結振幅變大的因素為：雙水柱距離變大、水溶液的表面張力變小。讓水結波長變長的因素為：雙水柱距離變大、水溶液的表面張力變小、水柱流出的初速度愈大。而水結數量變少的因素為：雙水柱距離變大、水溶液的表面張力變小、水柱流出的初速度愈大及雙水柱的水平夾角愈大。

本研究在探討「不同液體的液滴」在「不同的固體表面」上的蒸發行為。研究的目的有三：1. 觀察不同溫度及體積的水在固體材質上的蒸發情形；2. 觀察不同液體在不同固體表面上的蒸發情形；3. 探討液滴蒸發過程的接觸角、高度及直徑的變化。 本研究統整不同液體於不同固體表面上的蒸發狀況可得到以下結論: 液體的內聚力及與固體表面的附著力，會影響接觸角的大小，液滴的接觸角與蒸發的速率有關，接觸角角度越大，內聚力相對附著力越大，而蒸發時間越長；接觸角角度越小，內聚力相對附著力越小，而蒸發時間越短。

塔比星是一顆位於天鵝座的恆星，他的光變曲線同時擁有不對稱性以及大光度變化，常常是天體物理學家的研究對象。在這份報告中，我探討塔比星的基本屬性，我也使用樂高作為為硬體結構的主要構成部件，以Scratch3.0做為控制用的程式語言，在此基礎下，開始設計與建立恆星系模型。我會用此模型模擬各種光變曲線的可能性，包括校正整體的光變曲線、模擬兩顆行星同時掠過塔比星的光變曲線實驗以及聯行星掠過塔比星的光變曲線實驗。我也會將這些內容，與克卜勒(Kepler)太空望遠鏡所觀測到的數據做比較，在其中也有使用『宇宙沙盒』做出一個塔比星系的模擬。

台灣四面環海，相當適合大規模建置海浪發電，若我們能在海岸邊興建發電機，不僅可以降低海浪發電的成本，同時也能保護海浪對海岸的侵襲。本研究中，我們使用水輪機盒來獲取波浪的動能，然後藉著改變水輪機盒的結構，以及海浪及海岸狀態，可依據(1)水輪上緣切齊水面且與海岸維持一小段距離；(2)將水輪機盒建置在海浪較大及斜度約40度之海岸；(3)水輪機盒使用導流板、4片扇葉、凹入距離較大及適當高度的水輪；(4)使用數量適當的水輪排列等四項結論，提升獲取能量效益。本研究為能分析細微之能量差異，以水輪拉動物體來表示其能量取得之能力，探討高效益的水輪機盒雛形及沿岸海浪發電的可行方法。

實驗構想來自部落耆老童年玩具，從製作竹蜻蜓與發射系統，過程中嘗試解決許多實作上的問題，最後用手電鑽帶動漁網線，透過線和竹蜻蜓尾桿的摩擦力讓它本身旋轉。在它旋轉時打擊空氣分子產生康達效應，因失去能量而產生升力，當升力比它的重力加空氣阻力大時，它會慢慢脫離發射台，最終目標讓竹蜻蜓停留在空中時間最長。實驗中設計不同對葉片竹蜻蜓在尾桿纏繞線不同圈數下，觀察它停留在空中的時間，最後結果發現在穩定條件下，因為二對葉片具有比一對葉片大的升力，且比三對葉片輕之特性，所以二對葉片停留空中時間最長。此次研究不僅能讓實作加入物理基本原理，更能探究實務與理論上差別，且融入到原住民文化課程中，從中思辨出文化與科學的智慧。

科學報導提出蒼蠅的視覺會被斑馬條紋擾亂，生活中也發現打蒼蠅時蒼蠅總會先一步飛走，我很好奇蒼蠅用複眼看到的世界，於是動手製作透明複眼模，但每顆複眼小眼太大顆且相連處有空隙，無法模擬複眼看到影像，所以改用投影機專用複眼鏡片來實驗。首先模擬蒼蠅複眼看到的斑馬影像，並計算斑馬外觀所佔整體複眼影像中的複眼顆粒數量比例，發現蒼蠅飛近斑馬影像越來越大時，複眼看到斑馬外觀所佔的比例越來越低，此導致斑馬條紋會擾亂整體複眼的影像。而透過複眼鏡片觀察節拍器上手掌的前後和左右運動，結果發現在動態成像中複眼比人眼靈敏，而兩個複眼鏡片疊加形成的莫列條紋，在轉動20度與40度疊加時靈敏度最高。複眼真是大自然演化的精心傑作。

我們從小說及電影中認識隱形斗篷，並對於隱形斗篷的存在感到驚奇。因此想探討它隱形的原理，並嘗試自製簡易的隱形裝置。我們初步以（1）文獻探討法（2）調查法（3）實驗法（控制面鏡及透鏡之不同種類、大小、位置、光束射入的角度等變因）（4）暗箱法進行研究，探討隱形原理，達到研究目的，擴展研究成果，讓更多人喜歡研究科學。

當球落下至安全平網時，彈簧秤、繫繩角度，以及網面都會有變化。我們先製作不同設計的安全平網網體，利用彈簧秤測量繫繩拉力，再利用雷射筆反射軌跡法測量球落下的衝擊力，並利用Arduino連接超音波測距器來測量網面下陷程度，驗證雷射筆反射軌跡法的準確性。再來我們利用球的位置變化來算出有、無安全平網時的衝擊力，並用透明塑膠球裝顏料水觀察受力情形。實驗結果如下： 一、球由越高的高度落下，衝擊力越大，水的震盪越明顯。 二、衝量越大，衝擊力不一定越大。 三、有安全平網時，會比直接撞擊桌面、軟墊還安全。 四、理想的安全平網是以較有彈性的材質做為邊繩、外圍框架撐平網面、繫繩數量較多、適當大小的網面，以及網孔稍小為佳。