佳作

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。

以往呼氣分析皆是在醫院及研究單位進行，且呼氣檢測可提供診斷疾病的資訊。文獻中指出，血糖值上升則呼氣中CO2濃度上升；血糖值下降則呼氣中CO2濃度下降。本研究發展攜帶型直笛檢測器(簡稱FRD)分析呼氣，採用市售直笛組合自製流速計，搭配APP-Spectroid測量吹入氣體聲波頻率，比對聲波頻率與分子量相關性，並加入氣體絕熱指數的校正。本研究FRD完成N2與CO2校正，得到高再現性結果，以N2和CO2不同比例混合氣體作為標準品，完成檢量線。人體呼氣測試以多步驟集氣袋模式排除水氣，並將測出呼氣平均分子量換算與校正得呼氣中CO2濃度。本研究有效開發FRD並發展微小化輕便檢測器，降低檢測器成本易推廣於大眾，更能夠收集大數據促進國人醫學與健康的研究。

本研究探討「在一個n×n的方格板上，從任意方格的中心運動到另一個與其相鄰方格的中心，每次運動必須轉彎，即任意兩次連續運動的方向垂直，最長的一條閉合、不相交的路徑要經過多少方格？」首先，探討滿足閉合、不相交的路徑的關係，利用塗色及歸納法推導可能經過的最多方格數，然後建構滿足條件路徑的解。我們成功得到最長移動路徑方格數可依 值分成四個群組，並依所建構閉合、不相交的最長路徑，區分成兩大類：螺旋狀和柱狀的移動路徑。其中，除n=4k+2, k∈N柱狀的路徑在n≥18明顯變少外，其餘都可找到螺旋狀和柱狀有相同的最長路徑。本研究也延伸討論n×m矩形的情形，並得到完整的結果，且設想掃地機器人能不重複打掃、掃過面積最大、自動回充電座充電的應用可能。

本研究利用自製連通阻尼器、自製模型屋、自製地震模擬器，將連通阻尼器配置在低樓層模型屋，用手機APP軟體偵測震動加速度，檢驗減震效果。研究結果：（一）連通阻尼器最佳阻尼強度：流體濃度5~20%，強度700～1500公克力。（二）連通阻尼器最佳配置：阻尼反向、配置前後方向、傾斜角度30度、與主震動方向夾角30度、連通阻尼器配置越多。（三）建物結構與震動大小的影響：模型屋樓層重量越重、樓層越高、結構強度越差、震動加速度越大時，減震效果越佳。（四）連通阻尼器的減震效果：最大加速度平均減震百分比為32.5%，平均減震值為107.6gal；平均加速度平均減震百分比為25%，平均減震值為48.6gal。連通阻尼器減震效果佳，可作為製作速度型阻尼器的參考。

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。

本篇研究主要探討角速度相同的數個簡諧動點之質量中心的軌跡。我們先從兩分別在不同線段上做簡諧運動的動點 P'、Q'之中點M出發，觀察並研究出其軌跡範圍，接著推導出其軌跡方程式。同時進一步分析不同線段相交情形之間的關聯性。另外我們討論 P'、Q'有權重的情況，此時M為P'Q' m:n內分點，發現結果與中點情況十分類似。 接著，我們研究三個動點的情況，觀察三動點重心的軌跡圖形，進而推廣為k個動點，此外我們也做了初步的三維推廣。

本研究主要探討空氣鳳梨吸收與運輸鹽類的機制。首先，製作空氣鳳梨石蠟包埋玻片以觀察其表皮和內部構造。再來，分別以浸濕硝酸鉀水溶液的棉花包覆葉子不同部位，和對空氣鳳梨噴灑不同濃度的硝酸鉀水溶液，觀察空氣鳳梨在短時間內(1-3小時)與長時間下(14天)運輸硝酸鉀的情形。本研究發現：毛狀體是空氣鳳梨吸收鹽類的構造；空氣鳳梨吸收硝酸鉀後，短時間內會將其由高往低濃度區域運輸；長時間下硝酸鉀則由葉基部向尖端運輸，以抵抗高鹽逆境。最後，本研究提出空氣鳳梨運輸鹽類的路徑為：溶於水中的鹽類經由毛狀體進到植物體內，透過水的蒸散拉力將鹽類由葉基部運輸至尖端。未來，希望能以空氣鳳梨作為檢測環境汙染物與酸雨的指標性植物。

在旅遊時看到一座特殊的酒架，上面的酒瓶看似漂浮在空中，而感到好奇藉此深入研究酒架。 影響酒架平衡的變因有，包括酒架的穿孔角度、傾斜角度、側面底面寬度和正面底面長度、酒瓶的長短大小、瓶中裝的內容物多寡等。在研究中，發現不同的酒瓶，會有不同的平衡範圍，酒架是有一個掛重的範圍的而不是一個固定值，當酒瓶越輕時，酒架的水平夾角要越大甚至接近９０度，較易達成平衡；當酒架傾斜角度加上穿孔角度，如果大於或等於１８０度時就一定不能平衡，當左右力矩大約相等時，重心落點就會落在酒架的底面範圍中而平衡。 我們利用齒輪來改變穿孔角度，與可拆換的傾斜角度控制板來改變底面積及水平夾角，成功做出一個能置放多樣酒瓶的廣用酒架。

目前臺灣未有成功使用虹吸式管狀魚道。本研究為了設計出可虹吸現象和適合台灣魚類的魚道，同時改良傳統水泥魚道建設和維護困難、難以適用多樣魚類、枯水期功能中斷等問題，進行一系列相關試驗。我們採用塑膠管及大小頭減速器，嘗試組裝虹吸式管狀魚道，用水球測量流速，過程中多次因氣泡而導致水流中斷，後來使用氣球、防水膠布解決了氣密問題，做出可成功形成虹吸現象的管狀魚道。後續於人工水域測試魚類使用情形，雖魚未上溯成功，但流速符合魚種需求。野地實測發現，魚雖未使用魚道，但魚道仍可正常運作，推測魚未使用，可能因當地成體魚數量不多、不合魚上溯的季節等因素。目前仍有一些問題尚未克服，但本實驗為台灣魚道發展建立新的里程碑。

堆磚塊問題的最長延伸值在150年來普遍的被探討，甚至也出現在我國的物理課本當中。然而在我們的特殊堆疊之下，發現最大延伸值或許可以延長。在過去等寬等質量磚塊的堆疊中，所有磚塊皆遵循上面n塊的總質心位在第n+1塊的右邊緣正上方。但是，我們可以跳脫原本「只能向右延伸」的框架，有計畫地其中某幾塊向左排列。這些延長值的範圍可以透過函數的歛散來解釋。 我們也探討如何堆疊不同長度及質量的磚塊而得最長延伸值。我們以不同順序堆疊磚塊，並且同樣透過典型方法及特殊方法來討論，並且由上到下以數列來描述不同長度木塊的擺設順序，由此討論可能的最大延伸值，並寫成數學式，用於計算每層磚的不同長度的最大懸伸。