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「杞」幻之旅-探討黃杞翅果緩降落的飛行模式
黃杞翅果依左翅、中翅、右翅的比例分為四型。垂直方向的飛行模式可分為自由落體期,減速期和緩飛期,翅果先快速落下,接著翻轉減速並開始轉動,轉動後以接近等速的狀態落下。水平方向的飛行模式則以種子為中心轉動,翅果的角速度先增加,再減速下降,進入穩定狀態,以接近等角速度轉動。不同類型的翅果飛行模式略有差異,第一型(標準型)的翅果,飛行模式最為穩定,落下的速度小且飛行時間長,緩飛的效果最好。第二、三型左右翅長差異大,則飛行不穩,落下速度大而飛行時間短,第四型三翅近等長,最易轉動但飛行模式也較不穩定,落下速度比第一型大而飛行時間短。黃杞翅果的飄移距離小,並可承載6倍種子的重量,可作為空投飛行器的參考。
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使用微流體晶片可將原本需要30分鐘的加熱時間縮短至幾分鐘甚至幾秒, 將實驗過程簡化以及減少材料用量, 透過微流體晶片通道設計並能在同一片微流體晶片進行兩個步驟的實驗流程。 研究主旨用國一自然課本葡萄糖檢測實驗及酵素分解澱粉實驗為標的,透過繪圖軟體inkscape的使用,設計不同反應區跟微流體通道,使用雷射切割機切割及雕刻壓克力的微流體晶片,並測試不同材質的黏貼晶片反應時間,並達成實驗過程達到藥品減量,實驗流程簡化,利用image J分析顯微照片的RGB值及測量吸光值達到定量產糖濃度的效果。
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在生活上有各式各樣與『磁浮』息息相關的應用,但是想要利用磁鐵使物體浮起來就必須先了解磁鐵附近磁力(排斥力)大小的關係。我們利用電子秤來測量磁力(排斥力)的大小,測量對於磁鐵中心不同角度及不同距離時磁力的大小變化。在實驗當中發現要將排斥力轉換成為吸引力並不需要將磁鐵完全翻轉到另外一極,約在30度以下時排斥力就已經轉換成了吸引力。另外也發現當距離越近時磁力的變化量也就越大,而且在任意角度時這種變化的趨勢是一致的,磁力(排斥力)大小約與距離的二點八次方成反比。最後,我們再利用所量測到的數值來作「磁浮」相關的基本設計。
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上自然課時老師也指導我們作硼酸溶解的實驗,於是引發我們想對硼酸再深入了解的意念,因此請教老師;老師建議我們可把學過的食鹽、硫酸銅也一起做探討,於是我們做了以下的實驗。
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全世界最高的大樓--台北101 金融大樓--熱鬧開幕了,大樓中有顆重達680 公噸的大鋼球,堪稱目前全世界最重的調質阻尼器(Tuned Mass Damper),這顆大球,引發我們極大的好奇心,因此我們透過一連串的模型演練實驗,來粗略了解這個大重球掛在高樓上的功用,以及大樓擺動頻率和大球懸掛位置高度之間的關係。從實驗結果中,我們發現了同樣重量的鋼球,受到相同的擺動幅度下,球掛的越高(懸掛長度越短),影響大樓震幅的現象就越顯著,亦即能較有效減緩大樓的擺動。而在同樣的懸掛高度,及相同的外力擺動幅度下,鋼球的重量越重,對大樓擺動振幅的影響也越顯著。重量及懸掛高度相同的鋼球,在受外力擺動頻率越低時,對於大樓的減震效果會越佳。此外,在大樓上層懸掛重球,確實也能有效減緩大樓受強風影響所產生的搖晃程度。實驗結果證明了阻尼器對大樓確有其抗震防風的功用。
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彈簧震盪是簡諧運動的形式之一,我們除了利用光學滑鼠路徑記錄成是紀錄質點簡諧運動的軌跡外,還使用EXCEL中『傅立葉分析』的功能繪出『頻譜圖』,藉此找出震動質1點的頻率。我們更進一步將彈簧以不同的連接方式,如兩個耦合諧振子(Two doupled Harmonic Oscillators)以及二維的簡諧運動(Hamonic Oscillations in two Dimensions),再次利用光學滑鼠和滑鼠路徑記錄程式將質點的運動軌跡重現『視覺化』外,還加以分析其運動模式。
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此次研究主要是在探討水面上覆有油層和風吹起波的影響。以前航海的船員們就已發現若在水面上倒一層油,可以抑制風將水面吹起波浪,甚至以此方法預防船難的發生。這種現象已有許多研究人員嘗試解釋,但文獻上查到的資料仍眾說紛紜,缺乏定論。我們這次研究的主要目標是以實驗的方法探討風速、油層厚度、和黏滯性的影響,並研究雙層流體如何抑制 Kelvin Helmholtz 不穩定性以解釋此現象。
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為了探討運動量與減肥的關係,我們利用洋菜活塞、氫氧化鈉、五倍子酚測量運動前後,呼出氣體的二氧化碳和氧的含量,進而推算出醣類、脂肪消耗量的比例。結果發現若運動時間少於30 分鐘,主要都是消耗醣類,要去掉身上脂肪的機會不大;若運動時間持續45 分鐘,則每消耗1 克醣,會同時消耗2.57 克的脂肪。有沒有耐心與恆心,讓每次運動都能持續較久的時間?悠悠宇宙誰主胖瘦?原來胖瘦的主宰者,正是我們自己。
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爸爸的困擾─\n蘆洲五股間三個連續急彎路之探討
連接蘆洲與五股的台 103 線在疏洪道內的路段,在疏洪道完成後將原來的堤防加高兩倍,為避免影響疏洪道的排洪功能及經費考慮情況下,將原本直線長 130 公尺的直線道路,改成連續三個急彎路,其總長 770 公尺。 剛開放通車時,許多駕駛人,在路況不熟、標示不清,彎度過大,視距太短及路寬達 9 公尺的虛擬情況下,常因速度過快,而衝向對方車道,撞上對方來車,導致許多交通憾事發生。事後有關單位在道路中央加上分隔磚,但仍因彎度過大,而常有車輛撞毀分隔磚,因彎道就在學校附近,也常目睹車禍發生,有時搭父親的車經過此路段時,父親都戰戰兢兢,減速慢行,雖然如此,我仍感到很強的離心力作用,因此我們在老師的指導之下,想找出此路段有那些設計上的缺失及想探索急彎路之秘。
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平原菟絲子對於多數植物皆會寄生,實驗中發現不易寄生於空心菜、地瓜葉、朝天椒,可證明具有寄生的選擇性。為了抑制種子的發芽,實驗無意間發現密閉中麵團黴可以完全覆蓋種子,但木瓜黴、柳丁黴、麵包黴卻沒有這種現象。麵團為穀類製品,易受黃麴毒素汙染,花生更易受黃麴毒素汙染,故選擇花生再次實驗,發現花生也能有效抑制發芽的效果。 103年5月觀察世博館旁與南寮漁港的菟絲子生長情形,從夏天到冬天都有菟絲子生長,104年8月經歷蘇迪勒Soudelor颱風和10月杜鵑Dujuan颱風過後,實地觀察發現,南寮漁港堤防外整片菟絲子全部消失,堤防內的依然存在。根據文獻顯示海水中含有35‰的氯化鈉,設計實驗發現泡過15‰以上的食鹽水後菟絲子就不會再發芽,另外,我們運用海水成分第二高的氯化鎂進行實驗,亦有抑制種子發芽的效果。
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聲音是屬於聽覺,聽得到而看不見,教師在教學上往往只能做定性的實驗,定量的實驗較為困難,如何製成一具具有多用途的發聲體,利用這個發音體來從事聲音的各項實驗,使聲學不但可以做定性實驗,也能做定量的實驗,增進生學上的教學效果,提高學生學習的興趣。
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智慧門禁―結合影像辨識與IoT之應用
本研究觀察到現有門禁的流程仍有改善空間,因此著手製作與傳統門禁不一樣的系統,希望能改善其繁複的使用流程。透過物聯網、深度學習和手機應用程式的組合,便能實現這樣的效果。在門前透過樹莓派拍下訪客的照片,傳到電腦後進行影像辨識,初步決定是否要為其開關門,並將結果傳給主人手機,再由主人決定最終的開關門。本次研究目前已成功造出一套完整系統,能即時傳達通知,且辨識的準確率已可達八至九成。
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