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「形」之互動,隱「力」再「線」

本研究探討懸浮裝置中心軸線、邊繩與載重的關係。透過改變中心軸線與邊繩的夾角、距離,找出影響裝置平衡載重的因素,並透過中心軸綁彈簧及使用彈性包裝繩代替棉繩,觀測載重時張力與拉力的變化,並自製搖晃振動裝置突破平衡與載重兼顧的測量困境,以破除反重力的迷思,找到增加平衡載重的方法,結果如下:一、裝置上下底層的材質會影響平衡與載重的結果,以壓克力條製做最佳。二、中心軸線的位置、邊繩與其夾角會影響裝置平衡與載重。三、裝置維持平衡最少綁2條邊繩,而中心軸繩與邊拉繩的數量越多,可承載重量越重。四、利用懸浮裝置與斜張橋概念研發雙臂懸浮跨河大橋、懸浮吊橋及雙臂輕軌,以達疏通交通兼顧使用、美觀之效。

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遷粉蝶產卵如何超前部署,好讓幼蟲長得更好

雌蝶選擇將多數的卵,產在幼嫩的阿勃勒葉片上,但能夠利用很多巧妙的方法來避免卵被天敵發現:(1)將卵以直立方式產在葉表面;(2)將多數的卵產在葉背上;(3)葉子越長,但卵和卵間的距離較遠;(4)將卵分散在寬大羽狀複葉各個側枝的複葉上,好讓天敵不容易發現。 遷粉蝶選擇產卵的嫩葉,能夠讓幼蟲壽命更長、存活更多和長得越大。第一次蛻皮後的小齡幼蟲,改餵熟葉或老葉,存活率下降最快;第二次蛻皮後的大齡幼蟲,改餵熟葉可以比較快發育到蛹期、存活率也比對照組慢下降;但若改餵老葉,多無法發育到蛹期就提早死亡;第三次蛻皮後末齡幼蟲,改餵熟葉或老葉,可以比較快發育到蛹期、存活率也比對照組和第二次蛻皮後就改餵的組別還慢下降。

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縮放自如,果真有別 -邊長縮放對新圖的探討

此研究主要在探討多邊形依序以各頂點為縮放中心,將各邊以相同或不同倍率縮放後連接各端點,形成新圖形,探討新圖形與原圖形間形狀、面積及縮放倍率等關係。從基本的正多邊形做起,到一般多邊形及N角星形,並將推得的結果應用在較複雜或變化的圖形中。

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Solving Mathematical and Chemical Equations using Python

Max Gold's project, titled “Solving Mathematical and Chemical Equations using Python”, is a website comprising of 4 main programmes: one to find the smallest possible combination of two chemical compounds or elements; a self-made parsing function to convert a chemical equation into a matrix, then using Gaussian-Jordan elimination to find coefficients for an equation; a programme to parse a mathematical expression and use that parsed expression in algebraic division of an algebraic dividend of nth degree polynomial by a divisor of 1st degree polynomial; finally, a programme to solve binomial equations for the power s∈Q. This website was originally made so that Max Gold could improve his programming skills for GCSE computer science but expanded to incorporate his passion for chemistry and maths and thus allow others to use these programmes to help them with their problems as well. A problem with many conventional calculator websites is their lack of specificity – they tend to be able to compute some functions but not all. These programmes are tailored to GCSE and A level maths and chemistry, meaning this website provides an outlet to compute specific topics of problems.

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潮鳴電摯

本研究主要探討台灣西部鹽楔型河川是否能進行鹽度差發電。首先找出最適合的電極材質,並運用不同鹽度搭配RO水,模擬上下游之鹽度差發電與不同鹽度的搭配組合,模擬表底層之鹽度差發電。實驗顯示此方法可行且我們又從中調整發電設置,配合潮汐調查愛河河段鹽度後,選定中都橋、願景橋、龍心橋,觀察表底層鹽度與實際運用愛河河水進行鹽度差發電實驗,考量發電功率與穩定性,最終選址於願景橋,進行表底層之鹽度差發電,並計算愛河河段鹽度差發電之經濟效益。最後我們比較前鎮河、愛河及淡水河在大潮時從乾潮至滿潮河川沿岸表底層鹽度分布,並實際進行河水表底層鹽度差發電,比較兩者發電功率及經濟效益。

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智慧桌球練習機:以Arduino為核心之創新設計

本研究主要是以Arduino為核心,製造出穩定度高且能自由開發各種智慧練球功能的桌球練習機。我從小喜歡動手拆裝機器和寫電腦程式,我的好朋友是桌球校隊,他希望擁有一台自己的桌球練習機,但是市售機器很貴,於是引發我的製作靈感。我以Arduino控制無刷馬達和伺服馬達閘門,使用 3D列印製作機身,再以手機藍牙App控制練習機,能發出不同速度的直球以及左右旋球,最後我加入腳架旋轉Arduino套件、人臉辨識及智慧練球模式(發遠身球及隨機出球功能)。穩定度的測試結果顯示:直球落點和左、右旋球皆穩定;選手測試心得都覺得新奇有趣。本研究的特點是首創智慧練球功能,兼具模組化、快速組裝、輕便、便宜、發球穩定的優點,可作為桌球校隊訓練設備。

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登『糖』入『食』~~探討糖製作形成吸管的可行性

為了能製作出糖吸管,查閱文獻後發現雖然有不同材質的環保吸管,但沒有利用糖製成吸管的紀錄。經實驗後發現糖(50g)與水(45ml)的比例為10:9,再加入添加物糯米粉1公克,即可形成吸管但不好脫模。由於糖的黏著性強難以脫模,歷經五代不同模具的改良,終於製作出容易脫模的糖吸管。糖吸管的物性分析如下:水溫越高吸管的重量百分比減少越多;水溶液pH值越低吸管重量減少百分比越多;糖吸管會受環境濕度100%影響,糖吸管於兩天時重量減少達52%。成功製造出的糖吸管甜度為2~2.8,比市面上飲料的三分糖還不甜,側面和垂直耐重各為3300公克和855公克,本研究成功製作出糖吸管,如果將來量產可以取代塑膠吸管,對環境保護能有助益。

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Method of prosthetic vision

This work is devoted to solving the problem of orientation in the space of visually impaired people. Working on the project, a new way of transmitting visual information through an acoustic channel was invented. In addition, was developed the device, which uses distance sensors to analyze the situation around a user. Thanks to the invented algorithm of transformation of the information about the position of the obstacle into the sound of a certain tone and intensity, this device allows the user to transmit subject-spatial information in real time. Currently, the device should use a facette locator made of 36 ultrasonic locators grouped in 12 sectors by the azimuth and 3 spatial cones by the angle. Data obtained in such a way is converted into its own note according to the following pattern : the angle of the place corresponds to octave, the azimuth corresponds to the note and the distance corresponds to the volume. The choice of the notes is not unambiguous. However, we used them for the reason that over the centuries, notes have had a felicitous way of layout on the frequency range and on the logarithmic scale. Therefore, the appearance of a new note in the total signal will not be muffled by a combination of other notes. Consequently, a blind person, moving around the room with the help of the tone and volume of the sound signals, will be able to assess the presence and location of all dangerous obstacles. After theoretical substantiation of the hypothesis and analysis of the available information, we started the production of prototypes of the devices that would implement the idea of transmitting information via the acoustic channel.

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彰化市電動機車暨電池交換站之探討

本研究旨在探討彰化市電動機車的發展與能源補給站的設址問題。一則用問卷針對消費者的電動機車購買決策加以分析;二則以訪談分析傳統機車行對電動機車投入市場的看法;三則分析產品生命週期為成長期。無論消費者或機車行,皆提出電池交換站不足的問題,要讓電動機車市場邁向成熟期,增設電池交換站是關鍵,我們試圖以地理資訊系統的空間分析功能,找出新設電池交換站的最佳區位,研究結果可供後續研究者或政府機關在研擬相關決策時參考,希冀打造低碳城市,實現綠色運輸,達成永續發展。

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走在蟲蟲的十字路口 ~不同磁場對麵包蟲的生長和羽化及行為的影響~

本實驗觀察麵包蟲在不同磁場的影響下,其習性、生長發育及變態情形的差異。結果發現: 一、在磁極影響下,麵包蟲的生活史中生長情形較規律,生長速度較慢,S極則最慢,因此也最重。 二、結蛹時間無磁極最快,N極其次,S極很慢。 三、無論集體或個別飼養,N極和S極的蛹期都比沒磁極的短,推測磁場會加速麵包蟲變態的速度,蛹期S極最短,無磁極最長。 四、磁場對麵包蟲的死亡率影響不大,但N極影響的麵包蟲會有食慾和活動力降低的情況發生;集體飼養時,S極的死亡率較高,N極和S極都比無磁極的早出現死亡的個體。 五、在走道的選擇上,發現和原來飼養的磁場有很大的關連性,集體飼養時的關聯性更高,走和原來飼養磁場相同的機率都有超過70%。

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藻紙如此,何必砍樹~探討利用三種絲狀藻造紙效果之比較

本研究採集三種絲狀藻,包含鞘藻(Oedogonium sp.)、剛毛藻(Cladophora sp.)、和黑孢藻(Pithophora sp.),利用這三種絲狀藻來製作藻紙,採用的製作程序是『採集原料→曬乾(或不曬乾)→漂白(或不漂白)→加熱(或不加熱)→打碎(不同時間)→抄紙→取出壓乾』的各種變化,製作了超過119張的藻紙,並和市售的影印紙比較外觀、重量、厚度、透光度、吸水性、吸油性、抗張力性、耐折性等性質,認為藻紙的品質不會比一般的手工紙不好,如果可以針對製作原料和製作程序多作試驗探討,一定可以做出品質非常好的手工紙張。利用絲狀藻為原料來製作紙張,除了減少樹木的砍伐,而且因為製作的過程不需要為了溶解木質素而使用鹼液,可以降低對環境的影響,是值得推廣的一種造紙原料。

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中藥萃取物抑制尖孢鐮刀菌功效之探討

巴拿馬病是由尖孢鐮刀菌(Fusarium oxysporum)透過分泌毒素,引發香蕉植株死亡。目前無有效防治手段。以植物萃取物作為病蟲害防治手段為現代非農藥防治策略的重要發展方向。本研究以肉桂酒精萃取物,在抑菌測試結果中,發現具抑制尖孢鐮刀菌生長的功效,結果呈現濃度及時間相關性,最低有效濃度介於30~35(mg/ml),藥效時間可持續至少八天,效果的穩定性不因高溫高壓環境處理而受影響。萃取物主要成分為香豆素。此外,使用五種經濟作物進行對植株的毒性測試,在有效濃度下,不影響其生長。另外,也發現對於玉米反而有促進生長的效果。本研究證實,肉桂酒精萃取物具抑制尖孢鐮刀菌的功效且在有效濃度下不影響作物生長,甚至可能具有促進生長的效果。

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