物理科

關於管子鑽洞，目前的理論是：鑽洞後即可將洞的位置視為波腹。但是經過我們的實驗，我們認為這樣的理論有點並不正確。我們發現駐波共鳴點位置的變化量跟洞的位置、洞的大小、洞與管口的面積比值皆有關連，且已加深探討了開啟複數個洞、使用不同頻率時的情形。

暑假隨母親參加社區屏東海洋博物館旅遊團。在科博館附近一家飯館吃午餐，午餐後被安排參觀隔壁神木功夫館(賣藥品)，一開始由一位主持人，手拿扇子表演神木功夫，ㄅ一ㄤˋㄅ一ㄤˋ 虎虎生風，功夫好厲害的架式，引起我的懷疑。回來後買了一隻扇子，經實地揮扇結果才知道並不是功夫，是扇子的關係，研究它便成為我們的最愛，並決定去研究探討。

本研究以力學分析影響陀螺擲準因素，並依據研究結果進行改良，製作適合小學五、六年級學生投擲的陀螺，並與其他陀螺比較。研究結果發現影響陀螺轉速、轉動時間、陀螺擲準因素有摩擦力、重心、繞繩、螺釘、重量、大小、形狀、距離高度。進行改良，設計尾凸和握手線，好握好施力。陀螺刻出三條防滑線增加靜摩擦力1.0kg。調整陀螺錐度讓陀螺翻轉正確。中心加螺管降低重心0.6cm，陀螺底部鑽孔降低重心0.3cm，轉動更穩定。改良後，自製陀螺比一般陀螺轉速快(817轉)平均得分高1.36分，失誤率減少0.36。模擬擲準比賽，自製陀螺比學校陀螺高1.5分，比表演陀螺高6.2分。新手學習2小時，自製陀螺投擲成功率0.85，比一般陀螺高0.25，自製陀螺提高學習效果有利推廣陀螺體育活動。

暑假中天氣炎熱，弟弟提議把養樂多飲料，倒進杯裡放在冰箱冷凍內結冰。但是隔天發現亞克力杯裂掉，連同冰也一起裂掉，於是引發我們一連串的研究。開學後我們提議把這些素材，當作今年科學展覽的體裁。也再請教自然科學蔡老師及王老師，在他們的協助下。作有系統的探討，液體的結冰。

本研究利用壓克力盒、沙子、小保麗龍球等簡易材料，自製多種不同排列的孔洞模式來尋找最佳的顆粒流化現象，發現影響顆粒流化有三種主因： 1.孔洞大小：直徑2mm，孔與孔之間的距離為2公分為最佳，面積越大則孔數越多， 孔數=(長/2)+1*(寬/2)+1。 2.顆粒：必須使用完全乾燥的沙子(顆粒大小為0.2~0.5mm之間)或小保麗龍球，顆粒高度5~25公分，無法使用綠豆、鹽、糖、麵粉等物品來代替。 3.氣流強度：氣壓大小需適中，太大會造成顆粒激烈翻騰或噴發，太小顆粒會不動或只微微震動。 最後利用分層彩沙與彩色小保麗龍球來探討流化軌跡與流化程度，藉由色層的移動，成功觀察顆粒流化軌跡的變化。

一般人從小就知道如果要判斷西瓜有無成熟，只要用手輕拍瓜皮，利用聲音的特性就可以知道西瓜是否成熟，此技術看起來容易，卻需有多年經驗之西瓜商始可為之。本研究利用拍擊西瓜所造成之聲音進行非破壞性音波檢測，來探討西瓜之成熟度。換言之，本研究希望在依照西瓜商拍擊的習慣下，從客觀的科學角度，探討存在於西瓜商手上「聽音辨瓜」的奧秘。由研究結果得知，西瓜的拍聲在頻譜中可分為三個頻區，即西瓜殼所造成的高頻區，水及含水量高的果肉所形成的中頻區，及由空洞及含水量低的果肉所造成的低頻區，而西瓜商就是藉由這三種音頻所表現出的綜合效果進行判斷。

1.偶然發現同學用的尺，表面的裝飾畫，左看右看會顯出不同的像；用手左右上下移動也是一樣，好像活動的畫，我十分的好奇也感到很有趣，為什會這樣呢？會不會是尺表面的凸出絞路的作用呢？不禁引起我研究的興趣，在老師的指導之下，我和同學展開了探討。

父親經常在飯後和我們聊天，有一次，他提到他的童年往事，他說那時候，大家都很窮，父母根本沒有錢給小孩子買玩具，平常，小孩子的玩具都是自己動手做的，就像一個瓶蓋加上一條線，可以玩上一天。 當然，好奇的我立即要求父親教我做，只見父親拿起鐵槌將瓶蓋捶平，成了一塊圓鐵片，然後，在鐵片中央挖兩個小孔，並將線穿入二個小孔後打結，最後，將線繞一繞，再用力一拉一放，這個圓鐵片就轉了起來，我很好奇，它為什麼會轉？它叫什麼名字？當時，父親也說不上來，於是，我到學校請教老師，老師說它為何會轉，我們可以進行實驗，研究看看，探尋其中的奧祕，至於它叫什麼名字，老師也不知道，在本文中暫且先稱呼這個圓鐵片為「迴力螺」。

振盪是力學上常見的現象，但是，高中物理課本中所討論的簡諧振盪，只是一種理想狀態，即質點以一定的振幅繼續不斷地振盪著，不管時間多久，振盪的現象還是存在的。這似乎和我們生活的經驗相違背。所以乃設計實驗探討加上阻尼作用後的振盪情形及其應用。

在牛奶中滴入清潔劑，會觸發液體間的表面張力差，形成馬拉高尼流(Marangoni flows)。本研究使用3D列印製造流道與迷宮板，於迷宮中注入一層牛奶，並在起點滴入清潔劑，使得牛奶液面上的色素走出一條可通向迷宮終點的正確路徑。藉由攝影並以軟體Tracker分析色素的流動情形，了解其背後解謎的真相。研究發現：液體種類、流道狀態、終點的面積、流道的岔路與彎道數、溫度差異，皆會對色素流動產生影響。在無解流道、簡單幾何流道、多重路徑迷宮及唯一路徑的迷宮中，色素的流道選擇產生許多有趣的樣態。我們將其概念轉化成有趣的液動導航並與Google導航進行比較分析後，引入並修正A*演算法導入Python模擬棋盤格流道導航，嘗試呈現出流體行為的計算機思維。