物理科

根據民國八十三年以殘障類別言，臺閩地區 311，730 位殘障人口中，以肢體殘障者149,372 人(其中四肢障礙者 143,525 人，軀幹障礙者5,847人)占 47.92 ％最高。我們學校小陳叔叔正是一位腳部不良於行的殘障人士，他上一般的樓梯時，非常不方便。於是，我們靈機一動，便想到要做一種可以爬樓梯的機器幫助小陳先生，讓小陳先生日後不會再視樓梯為無法跨越的障礙。我們試驗多種車子爬梯，最後決定採用曲桿的結構以帶動六輪爬梯，並自製活動梯試車，研究的重點包括：曲桿動力來源、齒輪數與扭力、活動階梯與坡度、車輪紋路與摩擦力、第二、三種槓桿原理的應用探討、利用零污染的太陽能與馬達，製造電能產生機械能，靠著後輪的穩定性和後作用力推動前方車體使車子爬上樓梯或在崎嶇不平的路況上行進。為了要環保與節能，曲桿爬梯車的拼裝，採用廢棄玩具材料，及太陽能板，並且成功的爬上階梯，也讓我們瞭解到曲桿六輪爬梯車的物理現象及貢獻人類的功能。

1.上常識課的時候，老師做紙蛇在火上會轉動的遊戲給我們看，好像是變魔術一樣。為什麼在火上的紙蛇會轉動呢？2.媽媽燒熱水爐時，火是往上升，從煙囪裹冒出了煙，有時候也看到紙灰從煙囪裹冒出來，為什麼會上升呢，我們就想來玩玩看。

從噶瑪蘭族童玩及風向計的轉動原理，我們製作出檢測微風的風向計。實驗分別對「尾翼」及「風車」兩部份進行測試，在尾翼部份發現將5×5cm2半圓形護貝膜材質的尾翼放在距離支撐軸8.5㎝處的平衡點，再與軸心3㎝的保麗龍球、扇葉長4㎝、寬1.5㎝、軸承長5㎝製成的風車組合，此風向計測風向的靈敏度最高，能在一般市售風速計無法計量微風的情況下，仍然能感測指出正確風向。本研究發現能讓自製簡易風向計在微風就能觀測到風向的原因，讓我們能更方便的觀測空氣的流動。

有一天媽媽帶我和妹妹去海邊玩，媽媽穿的高跟鞋陷得很深，妹妹和我的就沒陷得那麼深，為什麼？妹妹和我開始研究。

我平常喜歡吃甜的東西，喝杯開水，也總要放一點白糖，有一天我發現放進去五湯匙多的白糖，不知道消失到那兒去了，照理在液體中沈下多少體積的東西，應該會增加多少體積才對。怎麼我放進那麼多的白糖，怎會消失得無影無踪呢？我覺得很奇怪？於是我開始追踪放進水裹的白糖。

吾人平日在物理課本中曾讀到有關電荷粒子在磁場中受力的情形，大多是討論真空中的現象，那麼在溶液中的荷電粒子是否有同樣的情形呢？吾人為了探討此一問題，研究真空與溶液中的差別，以及溶液中所產生的待異現象，因此設計此一實驗。

在自然課中我們學到電磁鐵的原理，瞭解線圈通電會產生磁力，於是我們開始改裝電磁鐵，經由改變不同直徑、不同繞圈數的鐵罐、不同材質的罐子，找出電磁線圈最強磁力的結構。其次我們再來研究電磁列車為什麼不能前進的原因，原因是電力太小？磁場的問題？或者是其他的原因？依據所觀察到的現象，大膽假設小心求證，然後依據失敗的原因，我們建立了鐵罐線圈內部的磁場模型，依照這個模型，我們知道了火車不能前進的原因，我們試了幾種方法去克服那些困難，在大家努力之下，終於建立了火車前進與後退的模型，再經由開關的切換，終於使火車能前進後退了。還有一個問題就是火車計時的問題，我們研究碼錶的計時結構，做出碼錶計時電路。最後，鐵罐線圈的種類、各種車廂的外型都可能與火車速度有關係，我們製作了圓桶形線圈、錐形線圈及幾種車廂外型，去研究哪一種車廂外形是最棒最快的。

去年科展我們研究「醋的神祕功用」，以打破醋缸問到底榮獲全國化學科第一名，激起同學們濃厚的研究興趣。尤其對於「磁鐵浸入醋液後磁力增強」一項更是意猶未盡，決定改以物理的方法對「磁力和磁場」做延續性的研究。

我們利用持續振動的大量塑膠小珠模擬了液體中的分子熱運動，並根據置入其中的保麗龍球所出現的類似於布朗運動之特性，顯示這樣的巨觀模型的確可以很近似的模擬出微型機器人在流體中會面對的分子隨機碰撞作用。本研究同時也證實了適當設計下的微型機器人模型再配合上外加磁場的定向磁力矩作用，將可以有效的利用分子的隨機碰撞所造成的衝力使微型機器人模型朝向我們所指定的方向移動，這樣的結論暗示了將來真正的微型機器人在操作時是可以利用磁場來導引其前進方向的，而且原本會阻礙微型機器人運動的那些來自於環境中分子的隨機碰撞作用將有可能會成為其前進動力的來源之一。

插尺入水，易呈彎曲現象；另以銅幣置於水中，亦有浮升之感，此皆因光山某一介質（水）進入另一介質（空氣）時，進行速度不同而改變其方向所致。然此折射現象是否與水深有關？如何可測知水中物體之折射率？凡此種種疑問，不時榮繞心頭，乃決定作「折射率測定裝置」之研究。