佳作

我們研發「液壓手臂降落器」進行「圓錐型潛艇」的沉降實驗，發現潛艇以『頂點朝下』或『頂點朝上』的方式沉降至水底的姿態大不相同。本研究則讓潛艇以『頂點朝上』方式落下，它在水中會先180度翻轉後，再左右搖擺下潛至箱底，沉降路線猶如一個「?」-大問號，引發我們想對「問號」裡所隱藏的科學奧秘追根究柢! 研究中發現「圓錐型潛艇」的高度、斜邊長、口徑、重量、對稱性，都會影響其在水中的沉降現象，我們還利用潛艇頂點「朝上/朝下」而「有/無」翻轉現象的特點設計一款【翻轉力道量測儀】，而各式潛艇所量測出的翻轉力道竟與其在水中的翻轉距離有高度相關!最後在圓錐型潛艇上裁剪出V型、扇葉等變化，讓潛艇可在下潛過程中邊旋轉邊沉降!

「教育部108年施政計劃」文中提及了期望能夠培養學生健康規律的運動習慣並提升學生體適能的知能水準，這促使我們對運動體型感遊戲與體適能關係的研究產生了興趣。我們設計了以Kinect體感器為主的橫向體感遊戲(正常型與AI型)，並以一年級到六年級國小學生為研究對象。經由程式修正與實驗探討，我們發現了球速與橫向移動加速度的線性關係，亦即學生橫向運動的加速度值越大，則學生在橫向體感遊戲中可以挑戰的球速越快；反之，加速度值越小，則可以挑戰的球速越慢。本研究有助於評估與建立低年級到高年級國小學生在橫向運動的體適能標準，並藉由體感遊戲系統來加強訓練學生的體適能，甚至進一步選拔出優秀運動能力的學生成為各項體育運動的菁英選手。

潮濕的3D列印線材會導致3D列印品質不良和失敗問題，我們將存放箱、防潮材料、加熱除濕等方式導入實驗變項，我們使用arduino開發板搭配DHT22溫濕度計量測數據發現： 1.塑膠存放箱內的濕度相對比紙箱和開放空間低 2.塑膠箱中防潮材質以乾燥劑的濕度最低 3.有鋪設鋁箔紙的塑膠箱中，在加熱效果相同的條件下溫度較高 4.塑膠箱中的溫度相對越高，濕度相對越低 根據以上，我們將有效的變項融入我們的3D列印線材存放箱設計，除了加入即時溫濕度環境介面，同時套用鋁箔紙鋪面、乾燥劑和加熱法來有效控制存放箱濕度。確保3D列印線材可以保持乾燥狀態，最終達到我們研究目的：解決3D列印品質問題。

為探討阿基米德螺旋汲水器汲取淤泥的效果，我們設計出四組長為50 公分的螺旋，分別以螺旋內外半徑比、葉片數、裝置傾角、泥水比例和轉速為操縱變因，進行實驗。 實驗結果顯示，螺旋內外半徑比以 1/2 的汲泥效果最佳；葉片數以三葉片螺旋的效能較高；汲水裝置傾角則是傾角愈大汲取量愈少；泥水比例以泥水比為 2：1 的汲取量高於泥水比 1：1 的；轉速以120 rpm的汲取量優於60 rpm，且能突破傾角 40° 無法汲起淤泥的限制。 實驗中亦發現，只要水位高過螺旋前端的第一個腔室，即可順利汲取泥水；以汲泥效果最佳的數據估算，每24小時可汲起8公噸左右的淤泥。若利用本實驗成果進一步研發，有望成為在水庫積淤區域進行抽淤的利器。

本研究探討發芽米在不同的低氧處理方式與條件下，對米內GABA(γ-aminobutyrate acid)含量變化的影響。從茶葉GABA研究的報告中發現，經低氧處理再回氧重複多次能夠提升GABA含量。因此本研究透過帶殼、糙米、去胚糙米的材料，並以低氧與回氧交互處理，找出合適的處理方式與條件。首先，觀察不同發芽米經低氧處理後之GABA含量的變化，發現帶殼米的中GABA含量最高。接著我們以帶殼米為材料，調整低氧與回氧處理之時間點，發現帶殼米經12小時浸水加上回氧2小時再加上12小時浸水為最佳處理方式。最後，我們比較不同材料在真空和浸水處理後GABA含量的變化，並測定GAD酵素的活性變化。結果發現在真空環境下帶殼米GABA的含量最高，且GABA含量隨GAD酵素提升而增加，而隨後去殼會減少20%的GABA。

滾子(橡皮圈、踏墊圈及彈簧圈)在轉盤內滾動時，會產生滾動、滑動、跳動、滾滑、跳滾等各種運動現象，亦會有下凹、前凸、上凸、後凸、橢圓、擴張波動... 等各種形狀的變化，並伴隨著滾子周長的增加。透過本實驗可驗證滾子的運動模式受到轉盤跟滾子的接觸面性質、轉速等因素的影響，而滾子在轉盤速度產生改變時，會因為摩擦力及重力的影響，產生後退或前進的現象。透過分析錄影檔，可計算出滾子的後退角及臨界轉速，促使滾子後退角產生改變的因素除了轉盤的材質之外，原因尚有其質量與表面狀態的差異。除此之外，我們又延伸出其他不同材質、大小的轉盤及滾子，嘗試各種組合，也因此發現把彈簧作為滾子時，能觀察到明顯的共振駐波...等有趣的現象。

基於環保的觀念以及資源回收再利用的精神，本研究針對回收的紙類，經過再製的過程，做成多功能收納櫃。實驗過程藉著試驗失重率、表面摩擦力、厚度、變形度、耐應力等方式來驗證紙漿板的特性，最後結果經過統計分析後評選出製作紙漿板的最佳條件以及紙與膠的最佳比例(2:1)，為製作出符合需求、美觀且耐應力強的收納櫃。 成品的外型設計上，考慮應力及可堆疊性等因素，決定採取六邊形（蜂巢式）設計，並且專門為六邊形收納櫃製作一組模具，另外，更研究此模具如何將紙漿定型、脫模以及成品的乾燥方式，最終將最佳比例的紙漿填入模具中，經過乾燥的過程，做成符合需求的收納櫃，以便能運用在生活中並達到資源回收再利用的目標。

本作品藉由研究任意三角形與任意點之頂圓三角形的性質探討，推廣至任意多邊形與任意點之頂圓多邊形的性質探討，及其相鄰兩層圖形頂點連接之夾角與圖形之內角，其邊長比值關係的性質探討；並藉由研究任意多邊形與任意點之頂圓多邊形之形狀，歸納出其形狀區域分布及性質。

本文探究由一人獨自進行的遊戲，探討最後是否能將兩堆石頭移動形成數量相等的狀態，稱之為「穩定狀態」。探索過程中，我們利用數對(x, y)來表示兩堆石頭分別有x, y顆的情況，利用輾轉相除法的形式來記錄移動過程，而因為遊戲進行中，兩堆石頭的總數不變，因而以此總數進行分類觀察，我們發現並非任意數對(x, y)皆能形成穩定狀態。 藉由列表觀察後，我們猜測當x+y=2k時，任意數對(x, y)皆能形成穩定狀態，我們用二進位制驗證，並進一步得到定理1： 定理1：數對(2k－p×2m, p×2m))形成穩定狀態所需的次數為k－1－m次。 另外，因為數對(qa, qb)和(a, b)的移動方式類似，得知定理3及4如下： 定理3：數對(q2k－pq×2m, pq×2m)形成穩定狀態所需的次數為k－1－m次。 定理4：若x+y=q×2k , q≠1, 且x, y的最大公因數為r×2m，q≠r時(x,y)無法形成穩定狀態。 由以上定理1、3、4，可歸納為定理5如下： 定理5：若x+y=q2k(q為奇數), 且x, y的最大公因數為r×2m，則 1.q=r時，數對(x, y)形成穩定狀態的次數為k－1－m次。 2.q≠r時，數對(x, y)無法形成穩定狀態。

本實驗分別以50、70、90度三種偏斜角度的12片導流板圍成一圈做為實驗裝置，若導流板偏斜角度、氣流旋轉半徑、燃燒面積越大或是氣流流入速率變快，火焰高度會越高。火苗以下流入的氣流會促使火焰升高，愈低處的幫助愈大，火苗上方流入的則對火焰產生抑制作用。火龍捲的火焰愈高、甲醇蒸發速率愈大，導致甲醇的液體溫度愈低，此結論和科學人的推測完全相反。導流板偏斜 70 度時，甲醇的蒸發燃燒和氧氣的供應組合會使燃燒效率達到最高，使火焰上方燃燒後甲醇蒸氣殘留量最低。對水的加熱結果說明：火龍捲裝置比起對照組，使火焰較穩定、直立，且燃燒較完全，在有開風扇的情況下，也不易被風吹斜，因此能有效加熱，其中尤其是 90 度的表現最好。