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第一名

有趣的火柴棒遊戲(排火柴棒找數學公式)

(一)在五上課本裡「三角形中任意兩邊的和大於第三邊」,我們用竹籤三根實際操作理解了!「三根相等的竹籤可以排成什麼圖形?我們用火柴棒作為代替同長的三邊去圍圖形! (二)在排圖形中,我們以為一個等長的火柴棒,排出來的正方形,可以連成兩個正三角形,結果成了「」這樣有趣的現象! (三)下課後,我們隨意排出許多相等的正三角形,並與同學比賽,誰排得多,誰排得快!「同樣的正三角形數」,用乘法公式去數,很方便! (四)對了!公式!公式!我們何不利用排火柴棒去找數學公式呢?

省錢有力的四驅車心臟─ 20 元馬達麻雀變鳳凰

去年暑假我期待的樂事就是可以好好玩「四驅車」,好不容易有了一台,但是不管怎麼跑,還是“好慢好慢”。又看到許多小朋友,甚至於大孩子人手一車,在軌道上跑來跑去,好快好快的跑著!好懷疑為甚麼小小車能跑的如此快呢? 開學後,有一天班上同學帶他的“馬達”到學校纏繞線圈,啊!原來馬達還能修改,我很小心的看著他細心的繞著。此時心中好想學如何纏繞線圈,目的想使我的車快起來。我問這位同學如何繞線圈,他告訴我這是“單線金字塔”繞法;此時我又傻住了!繞就繞還有不同方法。 經多日的找尋資料、問同學及親自拆了一個同型玩具馬達重繞線圈並裝於四驅車上,終於繞出第一個有點速度的馬達,因為它比原來的馬達快上許多許多,我好高興好高興。後來用最便宜的 20 元馬達來修改也跑出很好的成績。原來馬達轉速快慢是可以用設計的,跟剛開始玩車時的想法完全不同,我相信可以用很省錢的馬達,經改良後就有高速的表現。去年我的最愛是四驅車,現在又學會了繞馬進,閱讀許多有關四驅車的書,因此就選定以四驅車小馬達為主來作為研究的題材。使 20 元為達能麻雀變鳳凰。

鳳梨酵素研究

從生物實驗中我們得知:浸豆子的水和人的睡液中含有酵素,鄭同學問老師,還有什麼東西含有酵素?老師告訴大家很多食物中,像鳳梨、木瓜等都含有酵素,林同學又問:踝木上提到溫度,酸鹼性和酵素活動有關,到底有什麼關係?這個問題引起班上同學熱烈討論……於是大家決定請老師指導一起來研究「鳳梨酵素」。

阿克曼轉向系統研究與改良

石油危機衝擊各國經濟,節能問題是全球的共通課題。而汽車是消耗石油的主要交通工具之一,因此,汽車的機械效率好壞,大大影響石油耗能。然而,您知道嗎?現行的車輛轉向系統(阿克曼轉向機構)並不完美,當汽車轉彎時,車輪會產生額外的滑動摩擦,徒增車輛行進阻力。使引擎動力損耗、車胎磨損。本研究主題旨在研究與改善阿克曼轉向機構,減少車輛轉彎時的行進阻力。

暖呼呼的秘密~羽毛與溫度之研究

為了瞭解各種不同動物毛髮以及鳥類羽毛結構和溫度之間的關係,我們先利用顯微設備觀察,發現:狗毛、兔毛、羊毛和人的頭髮的結構條狀單一,只有羽毛的結構最特殊,它的基本結構有羽軸、羽枝和小羽枝。就鳥羽結構來看,佈滿身體周圍的是體羽,體羽的結構又可細分為羽軸、羽絨和羽片。我們也進一步設計一系列的實驗裝置,經過無數次的實驗研究,結果證明:羽軸無法傳熱,羽片的傳熱效果不明顯,但具有隔熱的效果;羽毛具有吸熱的功能,黑色的效果較白色好,但效果沒有棉布好;絨羽含量越多,保暖效果不一定好,因此我們可以知道:在選購羽絨衣時,不一定要買絨羽含量最高的才可以達到良好的保暖效果。另外,絨羽的密集度也會影響到絨羽的保暖效果。

食鹽結晶的X 檔案

在製作食鹽結晶的過程中,我們發現到每一個大的食鹽晶體,中間都會有一道X 形的溝槽,為什麼會有如此奇特的現象呢?引起我們極大的興趣,於是我們前去請教老師,展開了發現之旅。 一. 記錄飽和食鹽水在各種不同條件下形成結晶的圖形 用培養皿的裝的食鹽水,不論是粗鹽,精鹽,也不管是用蒸餾水或自來水去泡,都有X 出現,其中的差別在於結晶周圍的白色比例多寡不同。 二. 加入不同物質,記錄各種結晶的形狀 加入海水中常見的鹽類,探討對食鹽結晶的影響。氯化鎂加入之後,結晶的X 溝槽偏離中心,這與氯化鈣非常類似,可見氯化鈣與氯化鎂一定有一個共通的性質會影響食鹽結晶的X 形狀。進一步推論, 氯化鈣是乾燥劑的原料,有很強的吸水性,氯化鎂也是,所以培養皿中,總是留有少許的水分,放了兩三個月還是濕濕的。是不是吸水性會改變水的某些性質,如表面張力等因素呢 ?於是針對表面張力的因素,再做進一步討論。 三. 找出食鹽水的表面張力結晶形狀的關係 在食鹽水中加了酒精,丙酮會降低表面張力。降低表面張力之後,X 的溝槽較不明顯了。要了解表面張力作用的情形,才能解開X 之謎,於是直接觀察水滴在不同大小的食鹽結晶周圍所形成的水膜,由水膜的結果發現,結晶太薄,表面張力不明顯,不會有X,結晶太大,表面張力到達極限,X 就終止。接著再量X 中心點的凹陷情形,發現表面張力越大,凹陷越深。 四.控制變因找出食鹽X 檔案 在密閉塑膠盒中裝入乾燥的氯化鎂,可控制水的蒸發速率,蒸發速率較慢時,食鹽分子有充裕的時間到正確的位置形成完美的結晶。較深的水,壓力較大,食鹽周圍不易形成水膜,所以X 就無法繼續長大了。綜合以上結果,食鹽結晶的過程,先在底部長出正方形的薄片,隨著厚度的增加,表面形成凸起的水膜,水膜與正方體上方接觸的四個邊,因為深度最小,最易形成結晶,所以結晶會由四個邊往上長,形成中央陷落的X 形狀。當結晶夠大時,水膜的大小相對於結晶就顯得微小,所以X 不再長大,循正常的方式繼續結晶下去。

便便建築師~白三線蝶幼蟲築糞橋與糞巢行為探討

作者好奇白三線蝶(Athyma perius)幼蟲棲息在糞橋上,於是展開了探究。過程中觀察白三線蝶的一生,並發現糞橋建造的位置約60%蓋在葉尖主脈上,長度隨齡期增加,一~四齡幼蟲多在糞橋上棲息,五齡之後食量、排糞量大增,棄糞巢而去不再回橋。糞巢的組成有糞便、碎葉片及絲線。幼蟲孵化吃掉卵殼後隨機選定建造位置,以吐絲器吐絲黏上糞便向外築糞橋,也會不斷吐絲纏繞鞏固糞橋。不管是剪斷糞橋、移去糞巢幼蟲都會持續加蓋,根據換葉子和換橋實驗得知幼蟲不會認自己的橋,當找不到原糞橋時會另外建造糞橋,如有現成的糞橋也會續用。糞橋和糞巢對幼蟲有躲避與偽裝的功用,對螞蟻等小型行走的天敵則形成物理性屏障,另外也發現有類似蓮花效應的擋雨效果。

尋找多邊形重心

在國中數學選修上冊,我們學到三角形的重心,我們不禁想問:「 平面的圖形在物理學上並無相對的重量存在,何以會有重心呢?」但仔細想想在日常生話中我們所能接觸到的事物都不是學理上的“理想平面”,也就是說,這些事物都有厚度;再換句話說,我們可以見到許多的多邊形體,那麼這些物體就有重心囉!如果我們要找的是一個厚度均勻的物體的重心,必須先從面積著手,所以只要我們能找到多邊形的“重心”,那麼要找多邊形體的重心就不困難了。

1/2秒的偏移~棒球之變化球軌跡模式的建立

本實驗用了業務用排風扇,並加上整流段,使氣流更加平穩、集中。裝上自製調速器以控制風速,並且改良出微型風速計,以測試棒球上下的氣流流速。棒球部分,則利用家裡面常會用到的圓形保鮮盒,改裝成測試架。此測試架可同時測到水平力、垂直力及阻力,不儘大大地突破過去的測試限制,更可以任意改變旋轉的角度及轉速,以及不同的旋轉軌跡。如此,幾乎所有的變化球都可以模擬出來了!也可藉此找出新種的變化球。為了測量打者揮棒時間,我們利用了電腦軟體(威力導演),將打者的打擊影片進行連續的分析,以求得球路判斷點,最後利用電腦做0.01秒為間隔的力量分段分析,使數據更加精確,更有助於棒球軌跡的完整呈現。

簡易真空抽氣器之製作及實驗

國中物理課程,需要用真空抽氣機的實驗較多,但是電動真空抽氣機,價格高昂,大部分的學校因財力困難,到日前還沒有配置。有配置的學校,由於班級多,實驗室不敷使用時,也難於搬到教室作示範實驗。加上使用電動真空抽氣機,全是機械操作,學生不能親身體臉抽氣,減壓的變化情況。故不易得到教學的預期目標。茲介紹的簡易真空抽氣器,係利用塑膠注射管,配合三塊壓克力板組成的活門製成,雖不能與電動真空抽氣機的低壓性能相比,但不妨礙教學上的各觀實驗,又不易破損、易製作、價廉可大量供給學生分組實驗。