物理科

有一個題目是“愛因斯坦曾發現：茶水在杯中攪動時茶葉向中央移動，其解答為：茶水在杯中攪動時，茶水比茶葉重(按：“重”應是“比重大”的誤植)，受力較大，因而在杯邊緣，茶葉較輕，所以被擠到杯中央。”照此說法，砂子密度比水大，應向杯緣移動，但事實上砂子也會集中到中央，這一奇怪事實引起我們研究旋轉流體的興趣。

本研究以蓮霧為題材，探討非均質圓錐形浮體(蓮霧)的平衡與穩定。結果發現，蓮霧浮在水面上具有雙浮態，分別是直立式浮態(鈍端朝上)與橫臥式浮態。並透過自製蓮霧模型發現此類浮體的浮態與重心位置高低有關，重心越低則會產生直立式浮態。實驗選用蓮霧為非均質圓錐體，重心位置經測量為5/12h，較一般均質圓錐體1/4h高，且浮於水面時因重心低於浮心，使二種浮態呈現穩定平衡。並透過實驗證明直立式浮態穩定性較橫臥式浮態高。並進一步研究蓮霧在水面下的翻轉。最終浮態受到入水方式、初速大小的影響，並與第一次落下最低點時蓮霧是否呈現穩定平衡有關。初速大的落水，蓮霧最終浮態多為橫臥式；而初速小的落水，最終浮態則傾向較穩定的直立式。

在國中自然第三冊第三章有關於波的傳遞速度的介紹，由內容得知：在地表的重力作用之下波的傳遞速度和介質本身的特性有關，因此我們思考一個問題：如果把骨牌與水波移到月球上，而月球上的重力只有地球的六分之一，波的傳遞速度會如何改變？因此開始這一次的研究。首先得到：在地表重力作用之下，骨牌間距越短能量傳遞的速度越慢，而水波越深能量傳遞速度越快。接著我們設計一部可以改變加速度的滑軌裝置，將骨牌及水波置於此裝置上，當改變不同的加速度時，我們可以得到：加速度越小，骨牌與水波的能量傳遞速度都會減少，而水波的振幅會變大。

浮沈子慢慢下沈至液體表面時，可能受到液體表面張力的影響，而使這時侯浮沈子頂端低於水面，我們的實驗就是利用浮沈子從浮到下沈的過程中，受到浮沈子系統內空氣體積的影響，分析體積與它下沈的關係，並進而比較浮沈子受到液體表面張力的大小，並以不同溫度的水來驗證溫度影響因素，以及不同濃度的鹽水溶液、酒精、沙拉油做比較，找出這個力量與系統體積的關係。

記得理化課中，有個利用滑車來證明“牛頓第二運動定律”的實驗。實驗中我們發現：由於滑車速度太快，使我們無法測量到精確的時問，各組求出的加速度也差異很大，繪圖更浪費了很多時間，而且也歪七扭八，與課本說的完全不同。三年級的資訊課中，我們了解了電腦的功用，便想結合理化與電腦，以最普遍的現代科技來輔助時間的測量、幫忙整理資料，改善這個實驗。

想必大家的家裡面多多少少都會裝紗窗或者是紗門吧！其目的是在於防止蚊蟲進入，但是經過了這一道阻隔卻往往造成夏日涼爽的清風無法有效進入室內。本實驗的目的即在於探討是哪些可能因素造成了風在通過紗網時流速的變慢。首先在實驗一中我利用了線香來拍攝氣流通過紗網的軌跡，以推論紗網密度與紗網前後風速變化量的關係，接下來在實驗二中我測量同一高度下，紗網前後各點的平均風速，進而確定紗網網格密度、網徑大小以及通風面積比(網孔總面積/模型總截面積)均會造成風速的變化。最後經由風洞內各點的壓力分佈分析得知，風速之所以會減弱是因為紗網網格過密，形成了風阻，阻礙了風的流動，所以風在吹到紗網前，風速早就已經降下來；而經過紗網時又阻礙了一部分的風量，故在紗網後的我們才會感覺風明顯的變弱。但同一紗網對不同的入口風速造成的風速降低比例大約是相同的，不因其入口風速的快慢而改變；而且紗網網格密度越小造成風速降低比例值則越小。

為了要參加舅舅的婚禮，媽媽特地帶我到百貨公司選購新衣，當我們上了三樓「兒童編織服裝部」，一眼望去，滿室擺滿了各式各樣的童裝，使人看了眼花撩亂，我們邊走邊看，看到好看的便拿起來讓我試穿，並問問價錢。有的合意但嫌價錢太貴，有的便宜又好看，也有些樣式、顏色、尺寸相同卻價錢相差好多。為什麼一件衣服的價格會有這麼大的差別？我們到底耍選那一種才是理想的呢？回學校以後，我便請教老師，老師說：「這跟衣服的質料有關，市面上編織布很多，如果大家對這方面有興趣的話，可以一起來研究。」我們就在老師的指導下，全班分成十六組，開始搜集資料，進行研究工作。·

隨著大眾對生活品質的要求逐漸提升，有關防噪音的裝置已成為生活上不可或缺的設施。本研究在藉由對古代「空甕砌牆」隔音技術之文獻探討後，以探究空甕外部及內部的相關因素之隔音效果。研究結果顯示，空甕數量愈多、空甕厚度愈厚、甕口口徑愈大時，會有較佳的隔音效果，在空甕的擺放位置上以×字形的隔音效果較好，甕口的形狀上以正方形的隔音效果較好，空甕內填塞物的空隙率愈小隔音效果會較好，空甕間有連通也會有較佳的隔音效果。最後我們也建議，日常生活中有許多類似空甕的物品也可環保回收拿來替代價錢比較貴的空甕，除了可做為隔音牆使用之外，也可設計成裝置藝術做為美化環境用。

溶液和水置於同一容器中，當溶液中的溶質向上擴散時，溶液的濃度會隨著高度改變形成濃度梯度以及折射率梯度dn/dy。寬度a的透明方形盒，下方盛放溶液，上方置水，雷射光照射和鉛直成45°的玻璃棒，再照射方形盒時，會在屏上形成鐘形曲線，向下偏Z的距離，r為容器至?的距離，dn/dy=Z/ar。測量溶液和水的原始交界面處的下偏距離，可以測得擴散係數，以擴散係數不隨濃度改變的硫代硫酸鈉作實驗，得到的結果和文獻資料所載的很吻合。 以濃度55%甘油進行實驗，其dn/dy -y圖，所做出圖形呈現不對稱，圖形的極大值往甘油方偏，因為甘油的擴散係數隨濃度改變，不適合用本方法測擴散係數。但濃度10%以下的甘油的dn/dy -y圖，已較對稱，用本方法測量的擴散係數和文獻資料較吻合。

一般教科書在處理「高處落下的彈性球彈跳問題」時，均將每次回跳的恢復係數(coefficent of restitution)視為定值。據此，影響恢復係數的變因似乎只存在於彈性球在與碰撞面之間。 上實驗課作鋼球的非彈性碰撞試驗(第一冊實驗六)時，意外地發現鋼球的恢復係數似乎隨著碰撞前的初速而改變，然而變化的規則並不甚明顯。為什麼？難道是實驗的誤差？或是另有其它未經考慮的變因存在？