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禾本科植物泡狀細胞的探討

在天氣乾爽的時候,我們常常可以看到葉片會微微地彎曲。有一次,在校園中無意間發現,竹葉是向上捲,而且捲得很厲害,與其他葉片的捲曲形狀有所不同。繼而,我們又發現稻子、麥子、甘蔗、…等禾本科的葉片也是向上捲曲。為什麼這些植物的葉片會捲曲得如此厲害?為什麼是向上捲而不是往下捲?是否因為禾本科植物有其特殊的構造?這引起了我們探討的興趣。

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當砂、土、石遇到水

十一月一日「象神」颱風過境,帶來的豪雨,使得多處地方有「水患及土石流」,造成人民和國家極大的損失和傷痛,不禁讓我想起,為什麼每一次颱風來襲,即使風颳的不算大,但只要氣流帶來豪雨,必定會有「土石流」,帶給人們莫大的災害,使得人人「聞雨變色」,因此,藉由這次的科展,我們幾個同學相約,要來對沙、土、石的凝聚力和流失及崩落的情形做認真的研究。並去九份堪察土石流的現場,及訪問當地居民土石流發生前後經過的情形。

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停車就是彈硬幣

在這個科展中我們要研究兩個非常有趣的問題:\r 停車場問題 與 彈硬幣遊戲.\r 停車場問題是這樣的:在一條單行道上有n個車位,編號從1到n。現在有n個司機排成一排要進入停車。但是每個司機都有怪癖,各自有最想要停的位子。他們依序將車子開進單行道,如果想要停的位子是空的,當然停在這個位子。但是如果不巧那個位子已經被停了,不得已只好找下一個空位,姑且停之。但是如果往下找都沒有空位,由於是單行道,司機就只好開走不停了。\r 比如說,如果現在有五輛車,司機的喜好分別是(3,1,2,5,2)。則五輛車都可以順利停車。但是司機的喜好如果是(3,1,4,5,4),有些車就無法停車了。\r 彈硬幣遊戲是這樣的:考慮圓內接正n+1邊形,任意兩點都連線。這正n+1邊形中有一個頂點P是特殊的,每個頂點上一開始都放有一些硬幣(各點硬幣數可以不同)。如果P以外的某個頂點上的硬幣數n個,我們可以對這個頂點進行操作:一次操作是指將這個頂點上的硬幣各分一個給每個其他頂點。點P只在其他點都無法操作時操作。我們不理會頂點P上的錢數,因此這個遊戲可以無限地玩下去。

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神奇的果凍

看到二歲的小表弟穿紙尿褲,奇怪的是:為什麼他可以穿那麼久都不用換?有一天看到電視上紙尿褲的廣告說:紙尿褲會呼吸,乾爽而不尿布疹、內含有像果凍一樣的東酉。我們想知道果凍為什麼會放在紙尿褲裡呢?那是什麼東酉?為什麼那麼神奇?

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空氣炮的密碼

科學攤位上的空氣炮引起我們的好奇心,於是和同學開始研究如何做出威力較大的空氣炮,實驗發現: 1. 空氣炮內的氣體形成「完全發展流」時,衝出的威力最大;若筒長太長,反而會因為筒壁的黏滯力使衝力變小。 2. 孔形越接近圓形,越能形成清楚的渦環,讓空氣炮的衝力變大,氣流移動距離較遠。 3. 拉力增加時,因為形成完全發展流所需的進口區變長,最佳筒長也會變長。 4. 在拉力2 kgw時,製作空氣炮的最佳比例為:「孔徑d:筒徑D:筒長L = 1:2:9 」。 5. 通常製作空氣炮時,桶子的筒徑和筒長已固定,以筒徑的46~51%做孔徑,也能做出衝力較佳的空氣炮。

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有殼動物的辛「酸」--酸化海水與有殼動物外殼交互影響之研究

本研究實地調查採訪台中火力電廠及高美溼地沿岸生態;評估酸化海水對珊瑚及文蛤、牡蠣、紅蟳、公代、福壽螺等有殼動物外殼的影響;了解外殼對酸化海水pH值平衡的貢獻;最後探討高低溫下酸化海水對外殼溶解速率的影響。結果顯示電廠及溼地海溫及海水pH值測量期間多數仍屬正常(7.3~8.5),但人為的空氣及水污染對生態影響仍相當嚴重。起始pH值4.6的海水使殼白化、脆裂甚至崩解;殼的溶解則使海水pH值回升至7以上,但一段時間(23天)後緩衝能力減弱,海水仍逐漸偏酸。同種殼體積較小者溶解速率較快,其中紅蟳50天後幾乎完全溶解。溫度升高殼的溶解速率也加快,公代在33℃酸化海水中7天後重量減少達72%,其次為福壽螺30.7%、紅蟳28.7%、牡蠣16.0%、珊瑚6.7~12.7%、文蛤10.7%。

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循環小數與真分數間的有趣問題

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奇異的絲

有一天,我吃橘子時不慎將橘子皮的汁液,滴落在健健美的瓶底上。於是我用手在上面摸拭了幾下,卻感到黏黏的。我覺得奇怪,就用手掌往瓶底壓,並且很快的往外拉時,卻生出了很多的白色絲狀物,經重覆的做了幾次,也發現同樣的情形。於是我們將這些「絲」狀物拿去請教自然科老師。經研究的結果,以下就是我們的。

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各種防火器之設計

俗語說:「水火無情」,確實不錯,根據警務處發表資料,六十三年度台灣地區因受火災的影響,有下列可怕數字:火警次數2324次死亡62人受傷180 人財物損失70,835,900元又由於大城市,因人口密度高,且高樓大廈接二連三,其火災的比例遠高於鄉村,如下表所示:火災次數(次)台灣省1507台北市817死(人)台灣省58台北市4傷(人)台灣省133 台北市47財物損失(元)台灣省48,275,900台北市 32,560,000每聞消防車聲,真叫人人心驚膽跳,尤其今年初台中爆炸火災案,更屬空前損失,激起我利用些簡單物理原理,設計各類防火器。以供大家參考,並希望諸位能利用您們的雙手,製作防火器,以防萬一,確保生命的安全及減少財物的損失。

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平方根近似值的最新解法---二分逼近法

現在有許多求平方根的方法,有精準而麻煩的,如:《十分逼近法》、《直式開方法》。也有簡單而不準的如:《內插法》、《圖解法》。經過我們的研究討論,得到一平方根近似值的最新解法──二分逼近法。此法可以綜合以上的優點,除去以上的缺點,並將它推廣成為一個有用的方法。

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「游泳池救生員最佳設置位置問題」之探討及其延伸

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倒水的魔術?圖解分水問題

「分水問題」原自於古代的一個數學問題:有個農夫到油行要買2 袋4 升的麻油,但是油行只有3 升、5 升兩種容量的量杯,沒有其他的測量工具,油行老闆如何利用這兩種容量的容器倒出農夫所要的2 袋4 升麻油呢?這個原本是個生活中現實的問題,現在已經演變成一個數學益智遊戲的問題,不只小學的數學課本曾經出現類似的問題,甚至於連電影都曾經拿它當作劇情(終極警探3)。我們將分水問題中的每一次倒水步驟用座標的方式來記錄,再將它用圖形來標記,進而探討它的規律,讓「分水問題」變的簡單而有趣。

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