第52屆--民國101年

本研究是探討如何使事先未裝水的虹吸管，能在沒有加裝額外能源下順利發生，並高流量抽水，原理是利用水壓壓縮管內空氣，接著利用暴衝現象使虹吸現象發生來抽水。研究一：以手按住玻璃管上端，並將管子插入水中，接著放開按住的管口，則管內的水柱有爆衝現象，口徑2.00cm較0.20cm的暴衝高度增加50％。研究二：發現虹吸管的彎道部分：圓弧型優於直角型、口徑小於1.10cm等均明顯有利於暴衝後順利抽水。研究三：發現外管愈抽水愈快。研究四：發現管子下方若製作成漏斗型，利用流體力學連續方程式的觀念，暴衝高度可增加116%。最後研發兩款新式虹吸管，提升使用的便利性及安全性。研究可用於水族箱換水、汽機車緊急抽油、夜市之可食性油桶之抽油及不同密度油料層之取用等。

因為風沙的關係，校園非常難打掃，我們就想藉著這項研究，找到風沙的落腳處佈下重兵，使校園打掃工作事半功倍。但考量到許多因素，我們把研究簡化成在「模擬風場」裡面，利用積木做成的障礙物和人造風，搭配上同學想到的一些簡單變因，進行實驗。希望能找出這些變因，和風沙堆積情形的關係。我們得到的結果是，掃地時要多注意建築物容易積風沙的背風面，而且越矮的障礙物，風速不強時，還有比較窄小的走廊，造成積沙的範圍都比較大，更要費心打掃。可沿著建築物背風面兩側設置90度的導風轉角，且尺寸不宜太大。

本研究以心電圖(Electrocardiogram,ECG)與心臟影像分析(Imageanalysis)法，探討美洲蟑螂體位改變前、後對其心臟生理活動的影響。當頭朝上立起時，血淋巴受重力影響而不易搏出，此時心跳率增加，進而增加心輸出量；減少心臟收縮時間，同時心搏量不變，增加血淋巴單次搏出流度。頭朝下立起時，淋巴受重力影響而更易流向頭部，此時心搏量減少，進而減少心輸出量；增加心臟收縮時間，同時心搏量下降，減少血淋巴單次搏出流度，以維持血淋巴循環的恆定。我們亦發現相對於心電圖記錄，影像分析法可收集較多數據，亦不傷害蟲體。比較文獻可知姿勢改變後，人體(閉鎖式循環系統)主要透過動脈收縮以調節血壓，蟑螂(開放式循環系統)主要改變心博活動以維持血淋巴循環的恆定。

因應天然美白及抗氧化成份日漸受人們喜愛，本研究針對國產瓜果類的水萃取物，進行生物功能性之探討，包括抗氧化特性、美白效果等，並對其抑菌效果加以試驗，期望能找到純天然、全方位的保健聖品。首先，本研究證實瓜果萃取物都具有高量的總抗氧化活性，也都能有效的抑制鐵釘生鏽。我們再分析這些瓜果萃取物的美白效果，以青梅抑制酪胺酸酶的能力最佳，其次是番茄，我們又證實醃漬梅、香瓜皮與甜椒的萃取液也有明顯的美白效果。有趣的發現，香瓜皮、甜椒、梅子和番茄都能抑制大腸桿菌(E.coli)的生長。由本研究結果可知，香瓜、甜椒、蕃茄與梅子皆為人所喜愛的食物具有良好的抗氧化能力，對於皮膚保健與美白、抑菌也有效果，經常食用，將會是一項既便宜、實用、又討人喜愛的健康食物。

由學到的三角形全等、等積變換、相似多邊形、比例及二次函數等觀念，與未接觸過的三角函數及Σ的概念，利用逐步推導的方式探索由正多邊形到任意多邊形，當每邊以相同比例取分點時，依序連接各分點所形成的新多邊形與原多邊形是否相似，是否可並找出面積比值的公式及範圍；當每邊以不同比例取分點時，依序連接各分點所形成的新多邊形與原多邊形面積比值是否有公式及範圍。過程中透過Microsoft Excel及GSP繪圖軟體的運算分析來互相驗證結果。

在此作品”凡走過必留下痕跡”中，我們探討了任意三角形的重心G與其對各邊對稱所得到的三點G1，G2，G3形成的軌跡。使三角形二頂點固定，一頂點於單位圓上繞行，並探討重心G，G1，G2，G3這些點形成的軌跡。我們發現了許多有趣的性質，在這些軌跡中我們找出了近似於蚶線、心臟線、類似彎月等各種奇妙的現象，我們深感有趣，因此繼續深入探討下發現了許多有趣的結論。

本研究以蓮霧為題材，探討非均質圓錐形浮體(蓮霧)的平衡與穩定。結果發現，蓮霧浮在水面上具有雙浮態，分別是直立式浮態(鈍端朝上)與橫臥式浮態。並透過自製蓮霧模型發現此類浮體的浮態與重心位置高低有關，重心越低則會產生直立式浮態。實驗選用蓮霧為非均質圓錐體，重心位置經測量為5/12h，較一般均質圓錐體1/4h高，且浮於水面時因重心低於浮心，使二種浮態呈現穩定平衡。並透過實驗證明直立式浮態穩定性較橫臥式浮態高。並進一步研究蓮霧在水面下的翻轉。最終浮態受到入水方式、初速大小的影響，並與第一次落下最低點時蓮霧是否呈現穩定平衡有關。初速大的落水，蓮霧最終浮態多為橫臥式；而初速小的落水，最終浮態則傾向較穩定的直立式。

對於喜歡亂竄亂爬的螞蟻步行有興趣，實驗觀察螞蟻步行並將其應用在可能的防治上，實驗分為(1)螞蟻對抗地心引力爬行的限制材質(2)利用最佳材質去做防治的應用(3)觀察螞蟻足部構造以了解爬行限制原理(4)觀察其步行模式。螞蟻在保鮮膜下步行較易掉落，顯微鏡下發現螞蟻的足部末端有鉤狀物以及分佈細毛的構造，推測這些構造是為了可增加摩擦力並能有利勾抓粗糙物體表面。結合了防止螞蟻侵入的最佳材質──保鮮膜(為一家中方便取得、容易塑形的材質)，實驗出若能緊繃且平整包覆於器皿便可防止螞蟻侵入，輕鬆應用於生活中又不殺害牠，這種防治方法我們稱其為「螞蟻步行限制物理防治法」。螞蟻步行使用的為「三角平衡步行法」保持其身體步行平衡。

乳飲品和牙齒是朋友？還是敵人？爸媽叫我們常喝鮮奶，牙醫要我們保健牙齒，到底乳飲品對牙齒有何影響？我們決定做科展研究。研究發現：一、豬牙與人牙構造相同、硬度相近；二、乳飲品pH值會隨甜度變化減少而降低；三、在越酸的乳飲品中浸泡，牙齒重量減輕越多(後牙重量變化較大)、刻痕越深(前後牙的刻痕變化相近)、乳飲品pH值比pH值變化重要；四、氟膠保護時效最長，牙膏次之，清水沒有；五、乳飲品提供細菌生長的糖分，使細菌快速增加。研究得知：一、要避免選擇pH值低或甜度高的乳飲品，因腐蝕性較強；二、後牙的清潔比前牙更要注意；三、預防蛀牙要每天用含氟牙膏刷牙、定期塗氟膠；四、喝完乳飲品最好3分鐘內清潔牙齒。

本研究以探討蟑螂腳的攀附方式，研究蟑螂腳和接觸面不同角度對載重量的影響，結果發現以下現象：一、蟑螂腳與接觸面角度不同，其載重量有明顯差異，其中又以地毯的載重量最重，因此推論蟑螂腳與接觸面角度和攀附能力有關。二、實驗中，無論固定哪一腳，載重量最重者，皆為蟑螂實體攀爬時的原本角度，因此推論生物體攀爬時的原本角度為最佳攀爬狀態。