乘龍翔雲 -天空之城-

原始設計者：吳原旭、蘇泰龍

活動目標

以保麗龍球、珍珠板、吸管等材料製作「天空之城」，以自製集氣導流罩(以下簡稱集氣罩)將電扇氣流集中並引導，使天空之城懸浮、旋轉、翻轉。並從操作中體會流體及旋轉體一些有趣的物理現象。 (註：天空之城包含「旋轉的城堡」與「翻轉的城堡」兩種

原理

利用白努力原理使球形物體能飄浮於上升的氣流中，經由葉片與氣流的交互作用使天空之城旋轉。又，利用力矩能使旋轉體產生進動的原理(附錄一)，使天空之城翻轉。

場地及裝置

1. 將箱型扇控制風向的旋轉葉片拆除，水平放置，架高並固定，上緣離地至少 50公分。風扇一律使用最強風速。
2. 參賽者自行將集氣罩放在電扇上方，並以膠帶黏貼於箱型扇四邊，並於競賽後迅速取下。各隊自行準備黏貼之膠帶及剪刀等。

活動一 旋轉的城堡

製作

1. 以兩個大保麗龍球及細吸管等大會所發材料製作兩個旋轉的城堡。各隊製作的旋轉城堡必須包含基本型結構才准於參賽。
2. 基本型結構如右圖所示，以大保麗龍為主體，在赤道上(球的某一個最大圓周上)插四支吸管，且每一支吸管末端固定一片 5 公分的正方形珍珠板，四支細吸管應盡量在同一平面上，並將其中三片珍珠板有顏色的面朝上，而第四片則以白色的面朝上做為計算轉數之指標。
3. 各隊可加裝黏土以調整重量，加裝葉片以增強旋轉效果，增加細吸管以提高競賽成績。其中細吸管的數量及安裝位置做為評分之依據。
4. 增加的細吸管，基部必須在赤道上方 1 公分以上位置，可直接固定在大保麗龍球上(加權數 n=1)，或延長(二段加權數 n=4，三段加權數 n=9)，如右圖所示。最多延長為三段。
5. 固定在大保麗龍球上之細吸管必須為「徑向」(延長線通過球心)，延長的吸管必須盡量與原吸管同一直線。若明顯不符合以上規定經裁判判違規者，必須於規定時間內改進後才能參賽。
6. 以上各材料之結合方式可採用保麗龍膠、膠帶等黏著劑或以鑲嵌方式結合。吸管與吸管，吸管與球結合處重疊部分不得超過 4 公分，否則該作品不得參賽。
7. 所有吸管不得剪裁或摺彎，否則該作品不得參賽。唯兩支吸管接合處可縱向剪開或摺合以利於銜接，且仍受上述重疊處不超過 4 公分之限制。
8. 有關材料之規定請參照(表一)說明，不得使用器材表列以外的材料，否n=11n=9n=4赤道則以零分計。

競賽辦法

1. 安裝、第一次調整測試、檢查規格：各隊於 90 秒內將自製的集氣罩以膠帶固定在箱型扇上面，並可打開電源測試、調整兩具旋轉的城堡。裁判在此時間內檢查規格，不符合規定者必須於此段時間內改進，否則該作品不得參賽。
2. 第一具旋轉的城堡第一次評審：將第一具城堡放在集器罩上方，打開電源後，0~10 秒可以手輕輕扶持使城堡在風力作用下旋轉(不得以手施力矩旋轉)，10 秒末放手。10~30秒為計分時間，記錄此時間內白色珍珠板通過一指定位置(評審事先指定)之次數 M1。30 秒末關閉電源，記錄所有吸管加權數總和 N1。其中基本型之四支吸管每一支加權數以 4 計。
3. 第二具旋轉的城堡第一次評審：改放第二具旋轉的城堡，重複以上辦法 2，紀錄 M2、N2。
4. 第二次調整測試、檢查規格：各隊於 60 秒內測試、調整兩具旋轉的城堡 (可增減吸管數)。裁判在此時間內檢查規格，不符合規定者必須於此段時間內改進，否則該作品不得參賽。此時間內仍可調整集氣罩。
5. 第一具旋轉的城堡第二次評審。同上 2 步驟，紀錄 M3、N3。
6. 第二具旋轉的城堡第二次評審。同上 2 步驟，紀錄 M4、N4。
7. 同一場地繼續進行活動二評審。

評分方式

1. 參賽作品必須包含基本型，再增加吸管等裝置，否則以零分計。
2. 活動一之競賽成績為：M₁×N₁+M₂×N₂+ M₃×N₃+M₄×N₄