物理科

一、藉各種因素來調整水流穩定度，諸如：水量大小、水的流速、加上密緻度不同的濾網……等，並探討各種因素與其的正向關係，以達到控制穩流的效果，採用水流斷點長度作為穩定與否的依據，且深究因素對穩流作用的原因二、主要探討不同濾網孔徑與密度對穩定水流的影響。

排水的快慢與那些因素有關？如何才能加快排水的速度？我們設計製作一套排水實驗裝置，以Arduino超音波測距模組搭配電腦進行測量與自動記錄，並用3D列機設計製作不同的落水頭形式，同時考慮可能影響排水的因素，進行相關的研究實驗，結果發現排水速度較快的條件如下：一、圓形孔的排水口。二、直徑較大的排水口。三、排水口下方的排水管較短。四、落水頭的傾斜角較大。五、排水口下方的排水管無積水最快，其次積水高度較低者。最後為了避免漩渦加快排水速度，我們設計製作排水口上方加蓋與側邊加圓柱間隔欄柵的落水頭，經實驗結果證明，的確能達到排好排滿的滿管排水，加速20%的排水效果，並實際應用於學校的露台，為學校的排水系統增加一道加速裝置。

寒流來了天氣很冷。一個星期日的下午，我們全家上百貨公司買衣服哥哥看中一件黑色的夾克，姊姊認為黑色衣服死氣沈沈難看 · 哥哥說黑色衣服最保暖，冬天該穿黑色衣服 · 姊姊卻說紅色衣服才最保暖。兩人爭論不休。我不由得發生一個疑間「紅、黑兩種顯色到底那一種比較保暖？」第二天決定請老師指導並請幾位同學來共同研究。

(一)上高中後，得國立成功大學甄試進入南區理化資優生輔導班，一年多以來，每兩個星期日在成大物理、化學系進行研討、實驗等。在研習高二物理第二冊時，對於第十章物體力學甚感興趣。 (二)第二冊物體實驗手冊並未編列有關流體力學的實驗；本校科學教育輔導教師李老師曾製作一套有關流體力學的實驗器材，參加全國第廿二屆科學展覽獲獎(1)，在他的指導下，發展出本套器材，不但可用來說明高中物理第二冊§10-5連續方程式，驗證§10-6白努利方程式，還可以很方便又精確的測量液體黏滯係數。

本研究經過數十次不斷改良終於研發出能模擬鳥類振翅以及符應實驗需求的「撲翅機」來進行探究，發現撲翅機翅膀下拍時，翅膀每個截面上所產生的空氣作用力會同時在前進方向產生推力及在重力反方向產生升力，也成功藉由量測及推算，量化撲翅機在不同振翅速度下的推進力及升力值。 我們還利用自創的「水平推力/垂直升力檢測儀」，以「重量」形式呈現其數值，透過計算「升阻比」可精確得知撲翅機『翼尖後方』是後面隨行同伴飛行的好位置！ 最後藉由「煙霧製造機」親眼看見撲翅機兩翼之翼尖後方產生垂直、方向相反的渦流，再次驗證後方隨行的鳥兒不僅會避開前方同伴的下沉氣流區，還會乘著翼尖後方的上升氣流前進，以獲得額外的升力呢！

聲音是屬於聽覺，聽得到而看不見，教師在教學上往往只能做定性的實驗，定量的實驗較為困難，如何製成一具具有多用途的發聲體，利用這個發音體來從事聲音的各項實驗，使聲學不但可以做定性實驗，也能做定量的實驗，增進生學上的教學效果，提高學生學習的興趣。

在建國南北路高架橋的兩旁有一整排的隔音板，另外，在高速公路旁也曾經看見了弧形板狀的束西，我想也是隔音板的一種，但是它們的形狀一點也不相同，也曾經在爸爸的公司看到辦公室的天花板上有許多的圓洞。爸爸說，它具有消音的作用，有許多種不同形式的隔音板或消音板子，到底有什麼不同，我很好奇！所以做了以下的實驗！

本研究乃經由控制系統溫度、光源照度與氣體壓力的變化來觀察輻射熱計量計的轉速所受影響；根據我們所要控制的變因，設計出各種實驗系統以利觀察，如關於溫度控制方面有氣體控溫與水箱控溫，光源照度則以高功率變壓器調控之，氣體壓力部分雖然有待進一步發展，根據我們的推測也能在不久的將來完成這項變因控制。並且經過嚴謹的推導公式，其所呈現的理論與實驗所得結果互相支持，顯示我們的實驗是非常成功的。

從浮體振盪週期的探討，聯想到震盪中裝水容器及大陸地區的湖震，這些的現象都是有週期性的且水面在震盪過程中呈現的是一種駐波現象。水的震動週期究竟與何種變因有關，呈何種關係？本研究的 第一步 利用質心觀念，推導出水在容器中震盪的週期公式，如下 第二步 設計實驗應證推導出的理論是否正確。在應證中最主要是應證公式中有關的變因是否正確，包括有（1）容器長度與水震盪週期的關係。（2）水在容器的深度與水震盪週期的關係。我們應證的結果： （1） 改變容器的長度，繪圖分析確實呈線性關係，若能將誤差考慮則應可說是成正比關係，經由斜率的計算，確知水震盪的週期與長度成正比。 （2） 改變容器內的水深，繪圖分析呈線性關係，經由分析確知水震盪的週期與水深的平方根成反比。由此兩種變因確知與公式是相同的。 我們又發現水在一開始受到人為外力震動，當人為外力消失時，水還有受到重力的因數，仍繼續震盪。且知水的振動只發生在一定深度，故我們稱此種來回震盪的駐波為淺水重力波。至於嘗試改變容器的形狀中的圓形容器，在我們小範圍的研究中，無法確定關係如何。其中改變容器的形狀時發現正方形的面積與週期有高相關，但無法確定有正比的關係。 第三步 嘗試探討容器形狀的影響。經由形狀的探討，知形狀有相當程度的影響，但是成何種關係，以我們的實驗，祇知有高相關。我們引進一個未知數k，則整個水震盪公式可改為 k 是其它影響因素，如容器的形狀，都會影響。

電磁爐如何將水煮開、食物煮熟？其工作原理我們認為應該有三種：電流磁效應、電磁感應、電流熱效應。即電磁爐外接電源使爐內的線圈板產生磁場，再由磁場的變化使爐面的加熱容器產生感應電流，又因加熱容器材質的電阻而產生熱量。設計三大部分實驗：測試電磁爐內的線圈板產生磁效應的強弱，並以家用單芯電線繞製線圈，探討爐內線圈板磁場的變化，造成繞製線圈產生感應電壓大小的變因。進而設計各種形式的線圈，測其感應電壓的值，配合電路原理，焊接串聯、並聯小燈座，裝置適當功率的小燈泡，觀察其趣味性的變化。最後再以不同形狀、大小的鐵片，代表加熱容器的底部與四周，探究容器產生感應電流（渦電流）的現象。本實驗設計希望能統合國中理化「電與磁」的相關內容，作為輔助學習的教材，使學習更具趣味性、更有效果。