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「磁」母手中線-探討電容放電時間常數對電磁砲發射的影響
透過文獻整理,我們發現大部分的研究結果顯示出電壓、電容、螺線圈的粗細、匝數以及子彈質心位置等變因會影響發射威力。在電容的研究中,有提到當電容量增大時,發射速度會上升;但是電容量再更大,速度則會下降。我們覺得這個現象很奇怪,為什麼不是電容量大速度就無限上升呢?實驗後我們發現,在固定電壓時,電容量在一定範圍內,發射速度有極值。若此時再提高電壓充電,不僅發射速度會下降,繼續增加電容還會有子彈反向射出、折返後再射出的情形發生,亦即發射速度會隨著電容大小而振盪。就我們所知,這是以往的科展研究中從沒被發現過的現象,經過我們設計實驗仔細測量與分析,我們認為這與電容放電的時間常數有關。
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看誰最神「氣」?―探討影響水火箭拋射距離之研究
探討如何將水火箭拋射得更遠的試驗之後,本研究的結論:⒈水火箭瓶內要裝水。至於裝入水與空氣的比例,依本研究而言是水量120ml/空氣480ml(1:4),水火箭被拋射的最遠。⒉裝入含洗衣粉濃度越低的水,水火箭被拋射的距離較近;含洗衣粉濃度越高,水火箭被拋射的距離較遠。⒊瓶內壓力越低,水火箭被拋射的距離較近;瓶內壓力越高,水火箭被拋射的距離較遠。⒋瓶內的水溫越低,水火箭被拋射的距離較近;瓶內的水溫越高,水火箭被拋射的距離較遠。
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人們在日常生活中對著皮膚噘口吹氣時,皮膚表面會覺得涼爽;但若是張口哈氣,則會感覺溫熱。為了量化這個現象的成因,在經過文獻探討及現象觀察後,作者以初步實驗分別測量了「絕熱膨脹」、「氣流引入」、「蒸發降溫」三種效應,得知「氣流引入」的表現最符合現象的結果。為了進一步證實「氣流引入」就是吹冷哈熱的主要原因,我們設計實驗讓這三種效應出現在單一事件中,發現溫度變化中至少60%以上是「氣流引入」導致的降溫效果。此外,作者進行更深入的實驗探討氣流引入的過程及特性,得到氣體流動路徑方向上氣流引入百分比與距離間分別有對數及線性關係,而氣流分佈截面也與我們對此現象的觀察結果一致,最後綜合得到經驗公式印證實驗結果成立。
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油汙環境中微生物群聚感應與生物降解的探討
本研究是以油汙環境下微生物群聚感應為主軸,探討以生物性方式處理海洋原油問題的可行性。自然環境中,微生物之間有著緊密而複雜的交互作用,支持著整個龐大的生態系統。因此,比起過往研究聚焦在單一微生物的除油潛能,我們利用PhyloTags來進行微生物16S rDNA的全序列定序,再將結果以MetaMIS軟體分析菌種間的交互作用,探討微生物處理油汙的發展潛力。 本研究中,我們發現海水中一株Rhodobacteraceae科的細菌(代號OTU3)可能是導致現實生活中生物性除油法無效的原因。我們也發現在原油環境中,Thalassobius mediterraneus具有促進多數微生物生長的能力,具發展的潛能。此外,在加入散油劑之後,則是Nautella italica促進其他細菌生長。未來我們希望進一步探討此群聚感應更完整的面貌,期望能應用在生物除油的發展上。
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「淺植」苗栗,畫出新勢力─苗栗淺山地區植群分類與製圖
本研究係以苗栗淺山地區之植物社會為對象進行實地調查,建立正式植群分類。以41個樣區、180種木本植物及9項環境因子,利用多變數分析以及植相調繪,其結果大致可分出6個天然林相、2個人工次生林相、6個人工林型。與前人研究之比對結果捲斗櫟-豬腳楠亞型、九芎型、栓皮櫟型等是此次發現之新植群,而栓皮櫟型是苗栗淺山地區屬罕見之植群。屬稀有及瀕危植物者有:多溝樓梯草、牛樟、苗栗野豇豆、台中假土茯苓等。與臺灣臺灣國家植群相較之結果,於仙山地區分類出黃杞型、長尾尖葉櫧型、相思樹型、柳杉杉木型、柳杉型;在虎子山及上島山地區則分出栓皮櫟型、櫸型、黃杞型。
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線段上距離最遠兩點的距離,稱為此圖形的直徑。如果將線段上某兩點用一條跳線連接起來,使得行走路徑能經由跳線快速移動到另一點,以縮短這個線段的直徑。則跳線要加在哪裡,才能使直徑變得最短?會變成多少?將線段想像成一條可彎曲的繩子,假設跳線將兩跳點的距離縮短為0,就好像把繩子上的兩個點「黏」起來,變成一個黏合圖形。藉由黏合圖形,我們研究跳線設置的最佳位置(能讓直徑變的最短)以及最短直徑,得出在線段上加1條、2條和3條跳線時,最短直徑分別為1/2、1/3和1/4,在線段上加k條跳線、黏合圖形中一個和二個節點時,最短直徑皆為1/(k+1)。
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本研究試著將兩種自然界中存在的完美幾何圖形正四面體和螺線,利用空間代數分析,將其外接的數學特性作深入探討。鑽石是已知自然存在最硬物質,而它的最基本組成分子結構就是正四面體,每四個相鄰的碳原子均構成正四面體[1],正四面體是柏拉圖立體中唯一一個所有頂點之間的距離都相等的,同時正四面體也是三維空間中使4個頂點每兩個頂點間距離相等的唯一方式結構[2] ; 螺線模式通常自發性地存在自然界當中,而螺線形式可以在拉長一段距離的情況下,仍維持節構的緊緻,在增加表面積的同時兼具一定的強度,螺旋狀型體在自然界普遍存在一定有其特定的數學模式,當正四面體遇上螺線是否能形成完美的數學形式結合?
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因雨中的閒聊,而展開此次的研究。首先我們找一個詩情畫意的雨天,利用保利龍板及碼錶測出雨滴終端速度約為 9.07 公尺/秒,接著為了模擬雨滴落下的情形,我們在校內最高的建築物上做水滴的實驗,因雨滴有大小之分,故我們使用不同口徑的滴管來模擬雨滴的情形,由大樓樓層中滴下水滴,測雨滴的終端速度,但受風的影響很大,故再移至室內測量,再利用紙張測雨滴的大小,為了了解雨滴的大小與終端速度的關係,我們展開辛苦之旅,在幾乎放棄之下,製作二組光電計時器,而為了使保麗龍球準確通過光電計時器的感應處,以便感應計時,更是備受挫折。但也終於找到球的終端速度,再進一步探討球的表面性質及密度與終端速度的關係,最後我們利用風洞測出風阻大小,以進一步了解終端速度產生的原因。
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在方格紙上的方格點是否可連成正三角形是一道蠻有趣的問題;這個問題牽扯到有理數與無理數的關係,藉由兩種正三角形面積的算式,可以很清楚看出矛盾之處,並從代數中驗証幾何性質,幾何上的直觀不見得代表其正確性,更須以客觀精準的數據來輔助;除此之外,將正三角形條件放寬,以代數的基礎逐一探討其可能的情況。
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當海浪遇上陸地-各式堤防對海岸流沙量的影響
我們以新竹外海的新月沙灣作為研究對象,實地勘查測量沙灣地形,並將其測量數值縮小為89倍,作為實驗的場地大小。我們選用不同種類的堤防,如:消波塊、離岸堤及蛇籠等,並以不同的排列方式進行流沙量測量。我們發現以消波塊一字型排法的流沙量最少,複合式排法(消波塊+蛇籠)與蛇籠八字型排法所造成的流沙量次之。 消波塊具有消波之效果,但長時間使用的情況下,反而會有加速海岸沙量掏空之問題,反之,蛇籠由於富於撓曲性,當海水將沙岸刷深時,蛇籠憑藉其本身的重量而自動變位下沈,可達到防止水流沖刷淘深沙岸之目的。考量此兩點敘述,可改用蛇籠八字型取代單純只使用消波塊的方法。
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薑黃近年來成為熱門的保健食品,在生活中常被當作香料使用,是咖哩的主要成分。薑黃素是很好的抗氧化物質,我們主要採用碘滴定法來測量薑黃與不同根莖類蔬果的抗氧化力,其中薑黃的抗氧化力最好。經由加熱後,其他根莖類蔬果汁的抗氧化力下降許多,但是薑黃加熱至90℃或是持續加熱10分鐘後,薑黃的抗氧化力差異不大,因此,薑黃是可經由長時間烹煮的食材。薑黃除了當成食材運用外,亦可製成手工皂及護手霜,手工皂中有添加過濾後的薑黃汁液,清洗後不會有薑黃色素殘留,反而洗後滑嫩不乾澀,還留有淡淡薑黃的清香味。
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從六上翰林「聲音與樂器」我們學習到製作樂器的方法,加上看到路邊賣的「水鳥笛」及為了想「引鳥出洞」而動手利用竹子來製作不同的鳥笛。本實驗是從鳥笛的結構,探討吹嘴(長度、角度、位置)、竹體(長度、內直徑大小、厚薄)、氣窗(形狀、尖銳度)三者與頻率、響度的關係,以及三者彼此互動的關係。研究顯示,吹嘴內直徑與氣窗內直徑相同,吹嘴黏貼處0.9cm、角度30度吹出的頻率最大。竹體外殼越薄,頻率越大。在鳥笛的應用情形,有材質不同的鳥笛、拉桿鳥笛、指孔鳥笛。材質以PVC水管頻率最大,紙捲筒最小。拉桿鳥笛上下拉動空氣柱長短,指孔鳥笛控制指孔面積大小,都能吹出美妙的樂曲。最重要的是「急難救助拉拉笛」的發明,更是令人感到驚訝!
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