物理科

實驗結果顯示，經過夯實步驟的道碴，彼此靠近愈形緊密，道碴間所產生的摩擦力，巧妙地達成固定枕木之效果，但是在雨天的時候，受水份的影響，而造成道碴間的摩擦力變小，尤其以泡水時的影響最大，此時枕木被道碴固定力量也變小最多;由於道碴間有縫隙，讓鐵軌在雨天的時候可迅速將路基上雨水迅速排開，路基因而不易積水，所以影響固定枕木的力量與道碴的形狀、大小、外觀圓滑與否及枕木形狀有關係外，氣候因素之於道碴濕潤程度亦不容小覷。此外，道碴還有分散火車重量防止鐵軌下陷的功能，可讓火車行駛在鐵軌上穩定性較高也較安全。

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。

休旅車的後車窗傾斜角度大，常有雨刷的配備，但是在我們的想法裡，玻璃傾斜角度大，水滴容易受地心引力影響往下滑落，所以應該是傾斜角度小的一般房車才需要後雨刷。 我們自製器材來探討玻璃傾斜角度與雨滴大小的關係，還有風力大小、玻璃塗料對雨滴滑落的影響，並設計問卷了解開車者對後雨刷的使用習慣。 研究後發現，所謂的防撥水玻璃塗料不是減少水的附著力，而是增加水的內聚力與附著力，形成完整水珠待夠重時以不留水痕的方式滑落，但在細雨時，水滴不夠重無法滑落，需要雨刷幫忙。 實驗得知，風小時，在不同傾斜角度的後車窗均可量到風力，但是風力大對傾斜角度大的後車窗沒有帶動雨滴下滑的作用，結論是當風大，雨滴小時才需要用到後雨刷。

駕駛者有時會受到前方光源而有眼睛不適的狀況，這可能影響行車安全與身體健康，透過查詢資料了解到這可能是因為眩光所導致的。以問卷結果為基礎，設計實驗探討「環境條件」及「光源條件」對眩光的影響。由實驗結果發現，光源照度越強，照射角度與觀測者目光重疊時，眼睛越容易有不適感。我們也發現角度及燈泡排列方式也會影響到眩光的範圍，當光源角度改變為15度時，可以大幅降低眩光面積。燈罩的形狀是展開型時，較能有效降低眩光。 綜合實驗結果，若想減少眩光對行車的影響，可調整會出現在駕駛前方的光源角度，如街燈、指引燈，駕駛人本身也可配戴黃色系的防護眼鏡，可有效阻擋光線，提升行車安全及舒適度。

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。

本研究從四年級上學期自然與生活科技領域中「燈泡亮了」的單元出發，想找出影響「石墨線」導電特性的因素。探究各種特性發生的原因，最後歸納出各種原因對應的因素。 我們發現用鉛筆畫出的石墨線的長度、厚度與硬度都會影響石墨線的導電性，也發現畫線用的力道不同也會影響導電性。因此我們設計了壓力筆，使每一筆的用力程度相等。最後歸納出影響導電性的原因。我們利用一年的時間完成「石墨導電性」研究，發現這個研究是既有趣又有創意的，值得我們付出時間、及耐心去探索。

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。

本實驗目的在探討彈性棒狀體受剪應力的效果。觀察碳纖維棒在水平放置時，給予剪應力作用所產生的變形及振動。我們發現碳纖維棒在截面積大、長度短、受剪應力較大時，會產生較大的剪力彈性係數。此外在碳纖維棒長度越長時，週期及振幅越大。剪應力越大時，週期不變且振幅變大。向下角度越大時，週期不變且振幅變小。無論何種情形下，左右振幅皆大於上下振幅。當擺動物體重心遠離受力點且受力與碳纖維振動方向相反時會產生共振效果。而擺動物體重心靠近受力點且受力與碳纖維振動方向相同時會產生共振效果。週期0.6秒的擺動物體上，半徑為0.3mm、長度為24cm的碳纖維棒會產生最佳的擺動效果。

球在平面上滾動時會受到摩擦力，但若球的運動為純滾動，那麼摩擦力在力的方向上因為沒有位移而不做功，理論上會無窮止盡地滾下去，然而，實際上在球滾動一段有限的距離後便會停下來，為什麼呢？因為球滾動時會因為重力及慣性擠壓而變形，因此不斷地失去力學能而終究停下來。在高二物理學習碰撞課程中，學習到恢復係數e可以用來描述碰撞擠壓恢復過程的能量損耗，因此我們想探討球在不同飽和程度的恢復係數e，對於滾動距離L的影響。

試管鉛直向下碰撞時，可產生高直液柱，我們稱為「一觸即發」現象。研究發現：試管下落期間，管內液體所受的等效重力發生改變，放大毛細作用，使接觸角變小形成半月形對稱空腔，碰撞時液面迅速回彈形成液柱。其中，接觸角與液體種類、管壁狀態、試管加速度有關；液柱的產生則與接觸角、液體黏度、碰撞狀態有關。汞的一觸即發現象尤其特別，可透過二次碰撞激發液柱。若以連續振動將一觸即發過程重覆延伸，發現振源和介質振動頻率並不同步，當振動機驅動頻率約為液面振動頻率的兩倍時，可持續產生共振液柱且可對應到克拉尼振動模態。當模態(m, n)為(0, n)且n∈N，為產生中央液柱必要條件，若此時迅速放大振幅亦可誘發「一觸即發」。