臺灣

本實驗應用3D列印及機械機構設計簡諧運動機制，使懸臂梁（以鋁尺構成）與聚乙烯醇及水混合之黏性物質碰撞，以雷射位移計觀察和測量鋁尺振動波形的振幅，探討其週期振動。 實驗中，調整聚乙烯醇與水的混合比例改變其黏滯度，以單自由度運動方程式探討鋁尺於不同黏滯度下的運動行為，發現鋁尺黏滯時間、脫離黏膠的速度與聚乙烯醇的濃度呈正相關，代表可利用量測黏滯時間、脫離黏膠的速度推測物質的濃度。加速度因同時受時間、速度影響，不與聚乙烯醇濃度呈正相關。另外，以黏度計測量不同溫度、聚乙烯醇溶液濃度下的黏度，發現聚乙烯醇溶液在重量百分濃度15%至25%的區間中，濃度愈高、或溫度愈低的情況下，黏性愈強，且濃度高者隨溫度變化程度愈大。 此外，以快速傅立葉變換處理鋁尺在受不同黏滯度作用下的位移數據，發現位移波形為簡諧運動，其頻率由鋁尺共振的自然頻率組成，不因黏滯阻尼而改變。驅動以振動器試圖改變鋁尺振動頻率，發現鋁尺傾向振動的頻率為其自然頻率，符合以歐拉-伯努力方程式推導出的自然頻率。

動物的移動過程並非連續，而是呈現經常性行走與停頓的「間歇性運動」，停頓頻率依物種而異。前人研究發現，間歇性運動可助動物恢復體力、增加對環境的感知、及減少被天敵的測知。蚤蠅是已知展現間歇性運動的動物中停頓頻率最高的類群之一，基於前人研究，我們推測蚤蠅可透過間歇停頓來達到更好的運動表現。為探討蚤蠅的高頻率間歇性運動，本研究運用高速攝影機，以每秒960幀的速率來拍攝腐肉蚤蠅、蟻客蚤蠅、及有翅蚤蠅的間歇性運動行為。數據分析結果顯示，所有蚤蠅的停頓時長與下一步的移動距離、移動時長、平均移動速率呈低度相關。藉由測量每次移動路徑方向的轉動角度，並進行種間比較，發現間歇性運動可透過增加轉角或頻率，來增加路徑的多變性。最後，當天敵存在時，蟻客蚤蠅的間歇性運動移動時長增加，頻率下降，或可減少被捕食的機會。

全球暖化正威脅著人類生存的環境，西北太平洋海域的颱風60年來似乎也發生一些變化，我們分析1961-2020年有關颱風的各種資料，發現各種結果與專家的預測不盡相同；全球暖化、大氣海洋升溫造成太平洋副熱帶高壓勢力擴張，使得颱風生成數量減少、颱風生成位置偏移並影響颱風路徑與登陸地點；而且強颱數量減少、颱風生命週期變短也使颱風破壞潛力變弱；大氣暖化升溫對颱風的負面影響超越海洋升溫對颱風的正回饋。但近年來超級強烈颱風的機率卻增加，當超強颱風過後海水會降溫、不利颱風再生成使颱風數量再減少。

本研究探討跳躍圈躍起與跳躍圈滑動的力學條件。首先以剛體力學理論導出平面與斜面上跳躍圈躍起的條件，我們使用雷射切割機自製圓環並以強力磁鐵當作加掛重物，在平面與斜面上進行實驗，手機錄製影片後使用Tracker進行分析，確定跳躍圈躍起的條件γ∙ac∙cosϕ>g與實驗數據吻合。此外在影片中發現跳躍圈在躍起前，會先從純滾動變為滑動，此一現象稱之為純滾動破壞，我們也以剛體力學理論導出了斜面上跳躍圈從純滾動變為滑動的條件，手機錄製影片後使用Tracker進行分析，確定實驗數據與理論公式相符。

本項實驗的理念主要以環保的觀念來探討左手香原汁、酊劑、純露在生活上抑制細菌的效果。實驗結論如下： 一、校園中不同地點的細菌數量存在顯著差異，對照組的細菌數量最多，其次是自然教室門把手上，然後是午餐桌，而則樓梯把手是最少的。 二、左手香原汁對抑菌具有一定效果，其濃度對抑菌效果有影響，原汁濃度越高，抑菌效果越顯著。 三、左手香酊劑和左手香純露均表現出一定的抑菌效果，尤其在液態皂中加入左手香酊劑或左手香純露可以有效減少手部細菌數量。 透過這次實驗結果可以發現，天然清潔劑在抑菌方面有一定的效果。未來在使用清潔劑時，可以選擇更安全、更環保的天然清潔產品來使用。

「菜宅」是澎湖人因應冬季強勁且挾帶海水飛沫的東北季風，建來防風種植的設施，而菜宅有不同樣式與尺寸，哪個擋風效果更好？風吹到菜宅又會怎麼變化？ 透過製作風向計、風向觀測架、風洞、菜宅模型與研究台，我們測量看不見的空氣。利用塑膠瓦楞板和水管製作壓縮比1.4倍、開口40cmx40cm的風洞，能讓工業電扇吹出風速3.9m/s~4.2m/s的相對穩定風源 。 牆面改變氣流，在不同支流交互作用下能在牆後產生逆向風和風無區，較高、較寬的牆面效果愈明顯，另外，具延伸牆的ㄇ字型和長方形菜宅，能阻擋側風吹入，也能阻擋側面支流進入菜宅，而改變迎風牆後的無風區和逆風區範圍。 據本實驗，在逆風區最遠處搭建第二道牆面（長方形菜宅）能產生最大無風範圍，增加種植面積。

先設定△作為外圖形，在其內作內△。利用內△等分點做塞瓦線，透過相鄰內△塞瓦線交點及其頂點探討產生之不同圓錐曲線圖形的關係，並做相關推論及證明。之後，改變外圖形邊數，利用外圖形相鄰邊夾角與內△的關係研究出「萬花三角芒星」規則，並藉由製作多邊形的圓錐曲線，並在確認外圖形邊數及內角角度的條件下直接推出對應圓錐曲線關係。

本研究源於一道常見的正方形內接三角形的動態幾何問題。我們考慮對角線，先刻劃出兩個動態的△𝐴𝐸𝐹與△𝐴𝑀𝑁之面積比值恆為定值，並且巧妙構造輔助線，利用純幾何方式證明共圓的動態四邊形 𝐸𝐹𝑀𝑁 的圓心軌跡為等軸雙曲線。為了一般化推廣，我們依序設定了等長、半角等條件去探討，實驗了長方形、菱形、直角箏形等，有趣的是，我們發現其兩個三角形面積比為定值的幾何結構是兩組四點共圓，並非等長或半角。值得一提的是，為了刻劃一般化的箏形中的圓心軌跡，我們先建立了菱形的模型，再給出箏形與菱形的對應模型，成功證明其圓心軌跡也是雙曲線。本研究將常見的幾何問題循序漸進地深化，刻劃出內在結構且給出獨特且有趣的成果。

影響降落傘使用安全性的變因有哪些？降落傘速度多快時，會開始平穩緩慢降落？因為好奇這些問題，我們先自製簡易降落傘，再作實驗探討，可能影響它的安全性的變因有哪些。 參考過去相關研究作品後，發現影響降落傘平安降落與否的「終端速度」，無人嘗試探討過，我們用micro:bit(V2版本)，測量降落傘降落過程的加速度與時間數值後，用物理學計算方法，算出不同方式製作的降落傘，降落過程中達到的終端速度有多快。最後發現當降落傘符合傘面半徑大、總重量輕、傘繩長度 讓傘面展開最適當的面積、傘繩數量少、傘面材質輕且沒有破損等這些條件時，終端速度會越慢，安全性也越高。希望此次研究能讓降落傘的製作更完善，也許可搶救更多高空意外現場的性命呢！

我們用了生活中可以取得的材料─筆芯，進行粉墨法收集犯罪現場跡證，並模擬罪犯在行竊中可能會發生的狀況，我們發現了：(1)聰明的犯人可能會清潔手部後才犯案，我們發現使用洗手乳洗手後最不容易留下指紋、(2)在犯人行竊中，可能因為緊張或是運動而使汗腺分泌汗液，汗液會讓生物跡證變得更加明顯、最後(3)已知有15%的犯罪現場中會留下耳紋，我們參考了董凱在2011年發表的「耳紋痕跡的同一認定」中所整理的三種耳紋分系體系─耳紋特徵測量體系、直角坐標測量體系和方形標尺測量體系，分析在不同環境所留下的耳紋、不同姿勢所留下的耳紋，及經過不同時間採集到的耳紋，比較各體系的優缺點，最終了解直角坐標測量體系最能夠分系耳紋的特徵比對出嫌犯。