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滾滾濁水入海流-河川入海濁流之實驗模擬

本研究旨在探討河川混濁水流進入海洋後形成濁流的現象。實驗方法為配製鹽水模擬海水,以泥水混合物模擬混濁之河水,再利用自製的壓克力水槽觀察泥水進入鹽水後所產生的交互運動,所有實驗均透過攝影之影像來分析濁流運動狀態及其流速。經由一系列之實驗結果顯示,含泥量較高、密度較大的濁流,其移動速率較大。研究也發現海床表面粗糙度愈大,濁流的移動速率愈小;而河川混濁水流之總體積或平均流量愈大,入海後形成濁流的移動速率愈大。此外,外加旋轉作用除降低濁流之移動速率外,亦改變濁流之前進方向,也造成飄浮在鹽水表面的濁流擴散舌偏向一側。

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煮膨糖

弟弟很喜歡吃糖,有一次弟弟把伯父要加咖啡用的糖包吃掉爸爸很生氣,伯父卻笑著說,小時候他也喜歡吃糖,但不是方糖,而是膨糖, 〝 甚麼是「膨糖」?浩博依伯父的說扶回家做,卻不是膨不起來,就是膨起來又凹下去,口味也不如預期的好,只好到學校和同學一起請老師指導我們煮膨糖。

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明察秋毫-動態測微器

The purpose of this research is to create a device that is able to precisely measure small dynamic changes which cannot be recognized by the human eyes. The Vernier Caliper and the screw micrometer are common tools used to precisely measure lengths of objects. However, things which are measured by the Vernier Caliper or the screw micrometer have to be in a solid state, and the shape cannot be changed. By applying the light lever principle on Lego bricks, this research uses the LabVIEW graphical programming system to design a device which is able to automatically measure small dynamic changes. The precision of this device is higher than that of the Vernier Caliper and the screw micrometer. Moreover, this device is able to precisely detect the small dynamic changes of solids and liquids as well. Through numerous tests, the least count of the device can reach the level of 10-3cm. Also, this device has successfully measured small changes, such as the height of the liquid surface by one drop of water, the evaporation of water in one minute, and the growth of a plant in one hour. By popularizing this device, people will be able to precisely measure small dynamic changes which are difficult to be measured in a short time.

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十震九穩-建築物抗震之研究

地處環太平洋地震帶的台灣,發生地震是常有的事,雖然科技突飛猛進,對地震的來臨仍是無法準確預測,所以要防止震災所帶來的危害,加強建築物的耐震、抗震是首要之務。本實驗以自製、簡易的震動平台來模擬地震時的橫向撞擊,測量出建築物被撞擊後的移位面積或移位量來表述其防震能力。從多次測量結果,我們得出:(一)等底面積、同重量的建築物中,以底面內角有銳角者(例如三角形)之耐震程度較佳。(二)鋼骨構造的建築物以大 X 型的斜桿拉張作用,最能分擔樑柱所承受的撞擊力,故抗震能力最好。(三)建築物在安全載重的條件下,可提高建築物穩定性,也提升了防震效果。(四)加裝阻尼器的確增加建築物的抗震力,是極佳的抗震設計。

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篩選兩點鋸鍬形蟲分解纖維素之腸內菌

本實驗使用兩點鋸鍬形蟲的二齡幼蟲,將腸內菌分為前腸培養、後腸培養、上清液培養、下清液培養,以有氧環境或厭氧環境中培養,來分析菌相是否具有差別。結果顯示前腸與後腸純化後菌落種類相似。下清液較上清液具有較多真菌,而純化出來的細菌菌落種類相似。在有氧環境中共培育純化出35 種菌落,其中有3 種菌落有分解纖維素的分解圈形成;在厭氧環境中,共培育純化出81 種菌落,其中有4 種菌落有分解圈的形成。從我們的實驗顯示兩點鋸鍬形蟲幼蟲的腸內菌大多都是厭氧菌,但是不論有氧、厭氧皆有可分解纖維素能力的微生物。

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智慧型日光燈節能系統

本研究以增進日光燈管使用效率為目標,設計出一套整合型的系統以減少不必要的浪費。我們將感知用的硬體設備與自行開發的軟體程式作結合,使系統能夠在感知到日光燈管的各種狀態後,做出相對應的處置。其狀況包含:1.無電時系統會警告,以避免誤判的情形;2.有電時燈管正常運作;3.有電時燈管閃爍或不亮,此時系統會切斷日光燈管的電力,並記錄資訊。以上述系統為基礎,我們搭配紅外線模組來達到有人在才開燈,無人時自動斷電;亦加入偵測環境用的光敏電阻來達到光線暗時才開燈,光線亮時會自動斷電。依據測試,閃爍的燈管會比正常燈管多消耗30%的耗電量,壞掉不亮的燈管亦會消耗正常燈管70%的耗電量,對能源越來越少的今天,我們的系統提供了另一種節能的機制。

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3D列印葉片對電力及風力生成的影響

3D印表機正夯,號稱能啟動第三次工業革命,什麼都能印;綠色能源是人類未來能永續生存的重要條件,風力發電非常適合台灣發展;南部的天氣,夏天異常炎熱,人手一台小電風扇。本研究在探討用簡單的3D繪圖工具,利用3D印表機,製作不同葉片數、寬度、角度的葉片,裝在市售的馬達上,在固定的風速下,找出可產生最大電壓的葉片,並反過來探討能產生最大電壓的葉片,在給馬達相同的電壓下,是不是也可以產生較快的風速,並利用實驗素材製作出一台簡易的小風扇暨風力發電小夜燈的功能。

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可計數的撲滿

從讀幼稚園的時候開始,爸媽就鼓勵我們兄妹要養成儲蓄的好習慣,我們也深知,「節約儲蓄」是一種美德,因此我們每天都把父母所給我們的零用錢省下來投進了父母為我們買的大撲滿裏,日子久了,我們的撲滿也越來越重,但是我們卻沒法知道到底已經存了多少錢?是妹妹多呢?還是我的多?我一直有個願望,想用我自己存的錢,買一輛迷你腳踏車,我曾經不止一次的到自行車行去打聽過,價錢很貴,要兩仟六佰多元,我的錢夠嗎?實在無法知道,除非剖開我那隻「大肥豬」,否則「莫法度」,因此我對我的「金庫」產生了強烈的不滿,妹妹也有同感,兩人經過了一陣商量,有一共同的結論一它有相當大的缺點,我們要設法改良它,一一使它能夠時時刻刻的告訴我們,我們的「財富」已經累積有多少了?

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『氫』、『銅』、『氣』時代~由自製氣體體積量測系統來探討硫酸銅加速鋅粉與鹽酸反應之機制

為了找出硫酸銅加速鋅與鹽酸反應的機制,本組自製氣體體積量測系統,並設計實驗證實此系統可準確量測氫氣體積,誤差僅有1.76%。實驗發現:在硫酸銅加速鋅與鹽酸的反應中,銅離子並非催化劑,且只有可被鋅還原的金屬離子,才有加速效果。鋅片在本身可解離的條件下,可經由導線將電子傳遞至銅,使銅端產生氫氣。本組推得硫酸銅加速氫氣產生的機制如下:鋅先將銅離子還原,使銅附著在鋅上,電子由鋅傳遞至銅,再由銅傳遞至氫離子,而產生氫氣。後續實驗確認:銅是加速氫氣產生的關鍵,其可加速的原因:一、還原後的銅會附著在鋅上,形成許多孔隙,使反應總表面積增大;二、銅與鋅間只要有電子的傳遞,就可加速反應,銅的角色可能是加速鋅電子的釋放。

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車床多功能手工具設計

此作品乃針對車床手工具使用上的不便,設計製作出一組改良的手工具,經吾人驗證之後,發現此改良的手工具確實增進使用上的便利性。

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未來戰警~遠端遙控機槍

本作品首先以市面上多種橡皮筋做為子彈的適用與耐用度做測試實驗以及研究如何利用冰棒棍及橡皮筋相結合成滾輪機關槍並利用棉線拉動滾輪以產生連發現象;再者希望將手動式滾輪機關槍透過電動馬達及晶片結合以達成遠端遙控自動連發。除此之外,排除大量擊發橡皮筋及減少卡彈的核心問題後,將研究如何製做快速裝彈輔助器來解決裝彈時在時間耗費的效率。在此,以上所敘述隻藍芽遠端遙控自動發射器以及快速裝彈輔助器為本作品研究的主要目標。

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巴斯卡是否想到這個三角形

在高二學習複數時,我們由棣美佛定理: nεN(cosθ +isinθ ) n= cos nθ + isin nθ )導出 cos n θ與 sin n θ可用 cos θ及sinθ 之多項式表示。我們發覺他們的細數頗有規律,值得研討,因此就開始研究tan nθ與sin nθ+cos nθ展開式中,其係數間關係。

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