物理科

本實驗主要是探討水的表面張力和水面狀態改變時，對於落水物體的速度變化量的關係；並設計實驗證明實驗原理之正確性。

本研究是利用簡易的電磁阻尼擺裝置，探討各式線圈通過磁場時，因磁通量變化產生感應電流及磁場並阻止線圈運動。實驗第一階段結果顯示出線圈匝數越多或是電流越大，則感應的磁場就越強，越能將擺盪中的線圈速度減低。實驗第二階段是直徑粗的漆包線因為電阻小，所以雖然纏繞圈數只有20圈，但是對於速度減緩的效果卻比80圈的細線圈要好158杪。實驗第三階段我們也製作了一個簡易的渦電流煞車裝置，利用不同的金屬圓盤來比較感應磁場的差異，意外發現到磁性金屬和非磁性金屬間對於渦電流產生的變化不同，而利用渦電流所產生的阻尼作用只適用於非磁性金屬。目前0.3公分厚的鋁盤效果最好的是從12.7圈/秒到停止只花了1.06秒，在未來我們希望先應用在腳踏車上來使腳踏車煞車成為有效又經濟實用的煞車方法。

這次研究，利用尚未普及的聲能，關鍵是將聲波[廣義化]，並不限人耳能接受之聲波，再嘗試讓[聲電機]共振，共振產生力量之大(如美國華盛頓州TACOMA大橋受風吹而斷;又如法國昂熱市一座橋上有士兵走過，因士兵走的頻率與橋的頻率一致，使橋共振，振幅超過橋樑的極限)。本實驗中，無法得知確切輸入能，因輸入能須由共振能加發動音源的力學能，只能得知力學能(因空氣阻力仍無法精確)，無法得知共振能大小，所以盡量提高輸入能大小，根據質能守衡，得知能量不能變大(因質量未變)，再根據熱學第二定律，不能從單一能源(聲電機)吸取能量，使完全變為有用功而不逸散，將[聲電機]能量提高後可輔助其他能源，減緩耗損，而完成本實驗宗旨：應用。

我們利用簡單的器材，設計了兩套可以改變加速度的系統裝置(愛因斯坦電梯)，以火花記錄計時器(A電子電機及資訊科0V、60Hz)測量出系統裝置的加速度。 第一套加速度系統裝置，測量出彈簧的伸長量，再由虎克定律(W＝kx)計算出物體的重量。第二套加速度系統裝置，直接觀察電子秤的讀數，測量出物體的重量。 最後，將不同加速度系統中測得的數據(物體重量(w)和重力加速度(g))在座標軸上標出數據點，圖形顯示物體重量(w)和重力加速度(g)兩者間有正比的關係，實驗結果符合愛因斯坦等效原理的預測。

本實驗以厚紙板為原料，作各種不同的迴旋鏢，改變其長度、中心凹凸程度、傾斜程度、邊緣膠帶的圈數與纏繞膠帶的位置，以捲尺和碼錶量測其迴旋半徑及時間，觀察其飛行軌跡、週期和迴旋半徑之間的關係。由討論數據變化之趨勢，及引進白努利定律、牛頓運動定律來解釋迴旋鏢軌跡變化與力的關係，希望進而了解如何設計出適合各種環境的迴旋鏢。

我們看到飛機的飛行 · 玩模型飛機者的著迷，便引起我們探討的興趣 · 我們看了有關機翼的書刊，但從書本上所獲得的並不令我們滿意於是引近我們研究的動機。

有一天，我和朋友去看電影，電影剛開始，畫面上出現了一位男士，他一面喝酒，一面看錶，好像在等朋友，等了很久，他的朋友還不來。他覺得很無聊，就從口袋裹掏出一把錢幣，然後一個個把錢投入酒杯裏，他連續放了十多個，我發現，杯裹的酒都沒有溢出來。回家後，我就自己拿水和杯子做做看，結果連投數十個水才溢出來，我覺得真是有趣極了。所以就提出來和同學一起研究討論。

在某一次的打掃時間，不小心將水桶打翻，所有的水都從四樓落下，看到\r 這天雨散花的一刻，我們對這些液滴有很大的好奇：在空氣阻力的作用下，她是\r 否為圓形呢？大小不同的她們是否同時落地呢？這些是否牴觸伽利略在比薩斜\r 塔上所做的實驗結果：不論輕物重物皆同時落地？\r 在一個偶然的機會，物理老師林老師在課堂上表演了一次「油水實驗※」，\r 我們因此做了聯想，可以用油水互不相容的特性來做我們的實驗，一方面可以滿\r 足我們的好奇心，另一方面也解決了下落(終端)速度過快的困難，展開了重重困\r 難的科展旅程！\r ※油水實驗：首先知道酒精、油、水的密度分別不同，又因為油與水、酒精不相\r 溶，但酒精又可以溶於水中，於是一開始放滿油，在調整水：酒精的質量比，調\r 至與油近似後，倒入油中後，再微量加入酒精或水，使得水酒精混和液滴在油中\r 上上下下，因而觀察到他的形狀非標準的球型。

本實驗由龍爪草在橡皮筋上的運動，推論它朝特定方向移動的原因。進而發現有倒刺結構的狗尾草也可以經由震動而向前運動。研究影響狗尾草移動快慢的因素，發現喇叭響度愈大，吸管震幅愈大，狗尾草移動愈快；頻率對移動速率有些許影響，當某些頻率使吸管形成駐波時，速率變化明顯。為研究倒刺角度是否影響速率，我們製作倒刺模型來探討，結果發現在角度70°時有最大移動速率。實驗因發現駐波而利用產生的駐波測量吸管的波速，測得的波速隨頻率增加而變快。我們還發現倒刺密度和倒剌長度對移動速率影響不大，但此結果對做成機器蛇在地面移動的性能和穩定性有相當的幫助。而最終我們製作倒刺機器蛇模型與倒刺潛水艇，希望將來能有更大的實用性。

近年來因為地球暖化的問題，許多人都費盡心思替地球降溫，「節能減碳」更是成為大家共同的生活習慣，所以散熱、降溫很重要，不只對地球而言，對所有存在於地球上的生物及物品都同等重要。因此，我們利用一些容易取得的材料，設計出不同的散熱裝置，探討散熱對LED燈照度的影響，並比較不同散熱裝置的降溫效果，讓LED燈能「物盡其用」，發揮最佳功效，間接響應「節能減碳」解救發燒地球的行動。