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超級便便變-一朵鮮「菌」插在牛糞上

本研究是以梅花鹿、美洲野牛、蒙古野馬、劍羚和兔子等五種草食性動物的糞便為研究題材,進行五種動物糞便的觀察,為了瞭解草食性動物的糞便上可長出何種生物,亦進行培養。研究結果發現:草食性動物的糞便大部分為橢圓形、圓形或團狀,幾乎都混合有未消化完全的草渣,顏色多為咖啡色、墨綠色至黑色、氣味皆帶有草發酵後的酸味,而糞便上可長出:動物、植物和真菌等三大類生物,包含有:線蟲、蒼蠅、單子葉植物、根黴、水玉黴、糞盤菌、鬼傘以及粉瘤菌。

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「阻」擋地震「尼」我都可以!

本篇主要想探討的是阻尼器與建築物的關係。首先我們製作不同彈性係數、重量的阻尼器,並模擬真實建築物並且依照比例縮小,再透過tracker程式分析最大加速度,比較各種阻尼器的抗震程度。經過多次的討論我們除了測試單一阻尼器的避震能力,我們也決定嘗試兩個阻尼器並且透過數據觀察其抗震效果是否會更好。

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離子電遷移率的測量研究

電解質水溶液滴上染料,外加互相垂直的電場和磁場後,離子受到勞侖茲力而移動,因黏滯力作用而形成漩渦偶極子;由漩渦偶極子的位置隨時間變化,可算出離子的電遷移率和。兩種離子的電遷移率不同,對染料的衝量不同,而使漩渦偶極子偏移,由偏移量隨時間變化,可求得兩種離子的受力的差。 由電流隨外加電壓的變化可以算出兩種離子的電遷移率和;由霍爾電壓隨外加電壓的變化可以算出兩種離子的電遷移率差,進而算出兩種離子的電遷移率。 霍爾效應法因待測量少,測量得到的電遷移率誤差小;漩渦偶極子法待測量多,測得的結果準確度較小;漩渦偶極子法易控制恆溫,適合探討離子的電遷移率 隨溫度的變化。

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水清石見浪淘淨—水庫水力旋流排淤之探討

為改善台灣水庫淤積問題,轉變水庫泥砂淤積問題成為永續資源,使水庫產生長期效益,本研究採旋風吸塵器概念製作結構簡單的水力旋流分離裝置,可在水庫供水時同時排淤,並運用虹吸引水方式抽取淤泥,以高度、管徑、圓桶長度作為影響旋流分離的主因,經實驗發現,改變此三項變因可影響流速進而影響分離率,實驗中可有效分離99%河砂與97.5%白河水庫淤泥。 從模擬水庫排砂的實驗中,探討淤積粒徑的分布區與不同水力排淤工法的效益,依實驗結果得到水力旋流分離適用於水庫中上游粒徑大於黏土的淤積,水庫下游可搭配排淤隧道排出較難分離的黏土淤積,兩者搭配使用清淤將可不再受天候限制,並可蓄清排淤達到節能減碳的效果,延長水庫的壽命並降低原水濁度。

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凡飛過必留下玄機-珍珠東飛機的飛行奧秘

本實驗藉由製作珍珠板飛機,期望能夠多了解一些飛行的原理。在翻閱了一些文獻的資料之後,發現影響飛行的要素主要有「機翼形狀構造」、「發射仰角」、「重心的位置」等。我們分別對這三個因素做研究,並根據所得到的實驗結果做出其相對應的討論。最後我們找出了實驗中最適合於飛行的各種參數設定。

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中華民國第三十四屆中小學科學展覽-物理科評語

(一)高中組 優點: 1.實驗裝置精密化與自動化。 2.使用PC,使資料處理方便迅速。 3.作品多具創意,理論的推導深入、詳細。 4.學生對作品了解相當深入,回答問題時反應敏捷,也顯示出作者具有廣泛智識層面。 待改善建議 研究對象,頗多從課本中尋找,而且有不少是歷年中小學科展中常見者。 (二)國中組 優點: 不少作品重視教學實驗的改進研究,在實驗方法及精確度的改進方面,均有新的構想與貢獻。 待改進建議 1.有創新的作品較少。 2.部分作品未能遵守科展展品的規格要求。 (三)高小組、國小組 優點: 1.參展作品內容很多與實際生活配合,選是學生敏於觀察,勤於探索,值得讚揚鼓勵。 2.本屆作品,遍及北、中、南區及金門等各地,顯示科展在小學階段受到全國學校重視,而且均能找生動有趣的題材,並做合邏輯的推理。 總結: 此次物理科作品顯示內容相當充實,學生善用最新式的科技工具,做深入的分析探討,尤以高中物理表現最為突出,甚值得讚揚鼓勵。

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讓變頻現形吧!─四極馬達實驗看變頻意義

本實驗主要探討變頻的意義,利用廢棄風扇設計轉子和線圈互感實驗中發現轉子上渦電流存在的事實。台灣交流電的頻率為60Hz,故四極馬達極速為30rps在實驗中觀察到,本實驗觀察到轉速越大則線圈和轉子上渦電流互感值越大並導致線圈電流變小,進而降低線圈電流熱效應佔輸入電能比例。在分析轉子處消耗能量實驗中發現如果轉速越接近極速則磁力在轉子切線方向分力做功比例會減少,且大部分輸入電能轉變成渦電流熱能,線圈與轉子間的平均磁力和轉子切平面的方向夾角(θ值)會決定線圈熱效應及渦電流熱效應佔輸入電能比例,實驗中發現最佳轉速(最佳θ值)下運轉馬達會達到最佳能源效益比,實驗結果顯示本次實驗採用馬達在轉速約25(rps)時能源效益比最佳。

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當單擺遇上共振~實驗探討單擺在共振時發生順逆轉現象

老師在實驗影片中介紹了傅科擺,引起本組的興趣,想到若設計單擺加共振會如有何結果。本組根據構想設計了「單擺共振儀器」來進行實驗,選擇擺長長度、不同質量的擺錘為變因,利用調速器調整懸吊單擺之橫桿週期,並將實驗過程錄影,再以Tracker分析影片,求得橫桿的週期及擺錘運動軌跡、順逆轉等數據。本組發現:當單擺的週期與橫桿週期接近時,單擺的擺錘會明顯的出現越盪越高,而後繞著中心旋轉的現象 ,其軌跡產生由橢圓→圓→直線→橢圓→圓→直線的重複運動,好像李薩如圖形。另外,當單擺的擺動週期與橫桿的週期相近時,單擺的擺錘運動會在橫桿的振幅處,發生順逆改變的情形,即擺錘的運動在平面投影,本來順時針旋轉會瞬間變為逆時針旋轉。

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HOP HOP的扇貝-密集層土與水之探討

本研究對象為台南六甲水流東聚落和竹林、左鎮牛稠內和岡林車人溝等四處的扇貝化石密集層。透過野外調查、地層觀察與空拍露頭,分析扇貝化石層岩性系統與地質環境。 透過實測資料,我們分析扇貝外殼的長寬關係與停留堆積方向分布,並經由水槽模型實驗,分析扇貝停留堆積方向和水流方向的關係。我們也經由綠豆生長實驗,分析扇貝化石層下方土壤的肥沃度,以探討化石生物的糞化石性質;並近一步切割扇貝化石,透過高倍數位顯微鏡,分析扇貝外殼型態與龍骨構造的特性。 我們認為這些扇貝化石,可能都是因為冰河時期,環境變異等災難而大量死亡。我們也推翻前人研究中認為水流東是潟湖的推測,這裡應該是一個靠近岸邊、適合形成堆積層的低窪淺海區。

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水壓下的化學現象

課堂實驗幾乎都是在常壓下進行,我們將ㄧ些變化比較慢的現象,轉移到水壓之下進行,做了許多實驗後,發現有些具有壓力效應,有些沒有顯著的壓力效應,本文敘述的是溶解、擴散、萃取、滲透……等情形,這些現象都隨水壓的增加而增強。我們加壓的操作方法是利用樓梯間,從頂樓將半透明塑膠軟管充水下垂到不同的樓層,塑膠軟管下端密接小鋼瓶,水壓加上大氣壓最大可達到相當於2.6 大氣壓,因此,我們就可以在不同壓力下,觀察小鋼瓶內的化學現象。此外,我們探討不同大小的水壓下生成氣泡的現象,自行設計了氣泡實驗裝置,這個裝置可以在不同大小的水壓下生成氣泡,並且可以測量氣泡的體積。我們發現水壓愈大時,壓送空氣從水中生成氣泡的壓力也要增大,而生成的氣泡體積也愈大。

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知音難尋、相遇則鳴

本研究主要探討理化第一冊 3-1 音叉共鳴實驗中,音叉本體的構造及音箱所扮演的角色。以分析聲波軟體 Cool edit 2000,對自製音叉作仔細的探討,從中,我們也找出製作音叉的數學公式。研究中發現,音叉的構造兩股必須等長,才可造成兩股間的共振。而在研究一中,以自製音叉分析兩股口徑粗細、寬度、厚度與頻率的關係,發現音叉的口徑長(兩股為圓柱)和厚度均與頻率成正比,與一般弦樂器中弦愈粗頻率愈低不同。而音叉寬度對頻率的影響則不顯著。在研究二中,音叉頻率與股長平方成反比,與一般弦樂器中頻率與弦線長成反比不同。在研究三、四中,我們證實音叉兩股的間距與材質均會影響頻率。最後,在研究五中,分析音箱所扮演的角色。結果發現若木箱大小設計不佳時,亦可進行共鳴實驗,只是木板是當成共鳴板,而木箱則為反射箱,但箱內空氣柱並不引起共振。

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生命的曲線

芹菜葉柄切片,非洲鳳仙花果實進行自力散佈種子的爆破,變態莖形成捲鬚均有捲曲現象。這些看起來似乎不相干的現象,其實都和細胞及組織型態構造改變所造成的物理現象有關。從芹菜葉柄縱切薄片捲曲的探討中我們得知---薄壁組織吸水,經由增大膨壓,使細胞延長,並產生足夠的力量將維管束拉長。當維管束被拉長超過極限,維管束彈性縮回造成薄片的捲曲。非洲鳳仙花蒴果的爆破機制---當果實成熟時,果瓣外層細胞有縱向增長的趨勢,果瓣內層的維管束不易增長,被動的被外層細胞拉長,內外側之間暫時維持張力的平衡,而保持果實的型態;當受外力改變平衡狀態或維管束的回復力夠大時,外側膨脹伸長(膨壓改變造成細胞變形)加上內側維管束的彈性縮回,使果瓣捲曲並產生彈力將種子彈出。龍鬚菜捲鬚的機制---變態莖內厚角組織和維管束分布在特定部位,維管束的收縮和兩側細胞延長程度的差異,造成扭曲的物理力量,進而形成捲鬚;變態莖頂點生長組織的存在與否並不影響捲曲,證明生長激素並非捲鬚的必要因素,捲鬚並非典型的向觸性。

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