全國中小學科展

第54屆--民國103年

探討鄒族使用角錐形背簍(庸固yungku)的原因

我們從原住民舞蹈比賽的經驗中,發現其他族群的背簍都是四方形的,只有鄒族的背簍是角錐形的,重心不穩會倒在地上,我們覺得鄒族的背簍很不好用,但是長輩們說:「我們鄒族住在山區,要用角錐形背簍比較好用。」 我們向家長和學校借到12個背簍,不停的練習、討論和實驗,經過一連串的研究後發現:鄒族背簍因為它角錐形的設計,有許多優點,例如:角錐形斜靠在陡坡時比較平穩;比較合乎人體工學,所以比較好背;上坡時身體向前傾斜的角度越大,頭部負擔的重量越輕;而且萬一碰到危險可以比較快把背簍拋棄,在山地工作比較安全。 鄒族是唯一使用角錐形背簍的民族,角錐形背簍在山坡地真的比較好用,真的不得不佩服祖先的生活智慧。

按圖鎖驥

現今手機的普遍使用,讓我們不禁好奇手機密碼鎖的圖形。由於現今大部分的人傾向畫點數少又沒有交點的情形,於是我們研究各種密碼鎖(2×3長方形、6個點正三角形、7個點正六邊形和3×3正方形)畫4~6個點合理的種類與有交點的數目多寡。 密碼鎖的兩項訴求使得能畫的情形比較多種,比較不容易被破解: 1.有交點的比率低 (沒交點比率高) 2.合理種類數多(總種類數多) 結果發現2×3長方形、6個點正三角形、7個點正六邊形總種類數皆太少,不適合作為密碼鎖。 而3×3的正方形有交點的比率不但相較於其他上述三者不高,合理種類數也多,難怪現今以3×3的正方形作為密碼鎖。此外,十個點的正星形同時符合此兩種訴求,因此有作為未來新式密碼鎖的潛力。

很「錳」的不鏽鋼

驗證網路上流傳的三種方法(電解、磁性有無、外表光澤)檢驗不鏽鋼中錳含量高低的可行性及準確性,並找出更簡便安全的檢驗方法。經實驗驗證發現: 一、無法以外觀或光澤程度分辨是否為200系列的不鏽鋼。 二、無法利用磁性判斷不鏽鋼的種類。因為具有磁性的不鏽鋼為400系列,但200和300系列的磁性都很弱,利用磁性無法分辨出兩著的差異。 三、電解法可以檢測不鏽鋼是否為含錳量高的200系列。 四、經實驗後得知使用5%硫酸的硫酸溶液,利用家中常見的吸水性的材料(如衛生紙、化妝棉….)直接以9V電池進行電解即可進行檢驗。 五、考量方便性及安全性,我們也設計了OK繃不鏽鋼檢驗片,減少接觸硫酸的機會和硫酸使用量,操作更安全。

好粥道-冰凍米對煮粥之影響

我們的研究主要是在探討如何快速煮出好吃的粥,我們觀賞了阿基師的料理節目,正在教觀眾朋友如何在10分鐘內煮出一碗好吃的粥品,覺得很新鮮有趣,接著從文獻資料中了解粥的文化一直從遠古至今深深的影響著我們,難怪很多人說要了解一個國家可以以從他的飲食文化著手。因此實驗「冰凍時間不同的米煮出來的粥會有什麼不同」就成了我們想要研究的主題,並且將「冰凍」的方式應用在豆類及玉米的烹煮。實驗後我們發現: 1.米冰得越久,在相同烹煮時間下,米粥較為黏稠,而且米粒較為軟爛。 2.米冰得越久,其米粒被破壞的程度在顯微鏡下觀察越明顯 3.綠豆、紅豆、玉米冰凍後,其加速烹煮的效果並不明顯,推測可能是因為豆類的種皮其不容易被低溫破壞。

染?不染?-化學染髮與植物染髮的研究

本研究在探討化學染髮所隱藏的危險性,先蒐集各種染髮資料,了解染髮知識理論,找出最佳對人體較無害的染髮方法。調查市售染髮劑化學成分組成,作染髮劑化學成分分析,了解各成分對染髮的作用;製作指甲花葉粉染髮粉,加入助染劑調配多種顏色的染髮劑,探討中藥染髮,比較化學染髮與植物染髮的持久性,探討不會長黴菌的染髮劑對生態的影響,植物染髮推廣的可行性。

化磁力為阻力-磁性流體的探討與應用

三年級學到磁鐵單元時,利用水中鐵粉形狀可看到立體的磁力線,移動磁鐵還能控制磁力線的各種變化,想到若是能設計出可隨磁力控制的液體,一定會很有趣。於是便針對:管路口徑、鐵粉數量、磁力強度、磁極排列等變項設計實驗,發現 1.由磁性液體,對磁力變項產生的相互影響,可有效調控阻尼效能 2.透過油脂包覆,可使鐵粉均勻分布在油中,可提高磁性流體的控制 3.利用可控制的磁性流體,成功發展出自動感應強度的聰明避震器 利用機械感應壓力強度,連動改變管路外的磁鐵排列,來控制磁性流體的流速,達到聰明避震的效果,經測試發現:受到1~5kg五倍的壓力範圍,阻尼可自行反應並調整到20~25秒作用時間,可見遇強則強的避震器,可聰明的幫我們避免震動的危害

夢幻沙坑

跳遠沙坑本來整理得好好的,經過一個暑假,沙坑的沙變硬,並且有接近一半的地方都長了草。沙坑為什麼會變硬、長草?別的學校、別的場地又是怎樣?怎樣能改善沙坑?怎樣做出一個美麗、鬆軟又好玩的沙坑? 研究結果:經觀察及實驗,發現優良沙坑的沙的沙粒徑大都在0.5080mm與1.1684mm之間,且幾乎沒有細小粉泥和黏土等成分的東西。河沙和海沙加了少數的泥,植草生長良好,但如果加太多的泥,反而因排水不易,植草最先乾枯。學校沙坑的沙不加水則不受影響;加了水的沙會凝結成完整並且硬的沙柱。沙加了泥或黏土就可形成沙柱,最少可以承受640公克以上的重量。實驗沙坑內的純沙雖然每天澆水也不會長草,沙坑外的草不但長得大,還長出新小草。沙堆比人工的減震塑膠護墊減震效果更佳。把海沙、河沙加入彩色圓滑的小礫石等可製作成「夢幻沙坑」。

超疏水表面上水珠碰撞之探討

此研究的主要應用在於提升表面導熱的效率,在一般的發電機中,水蒸氣重新冷卻需要藉由一導熱裝置,而在冷卻水蒸汽的過程中,水蒸氣會凝結在此導熱裝置的表面上,在表面形成一層水膜,阻礙之後熱的傳導,使導熱效率降低,我們的研究顯示當兩極小水珠在超疏水表面(接觸角>140°)上結合時,水珠的表面能會下降,造成多餘的表面能轉為動能,使水珠跳離表面。如果利用此現象應用在導熱裝置上,使水珠不易附著在導熱裝置上,便能提升裝置的效率。我們主要研究此水珠彈跳現象發生的條件;此外,我們將兩水珠結合之間的作用力做分析,並考慮水珠的帶電,建立整個水珠彈跳過程的模型。

居「心」叵測的「姬」捕行動

校園常見的日本姬蛛結的是立體網而非平面網,但對姬蛛的立體網與其捕獵行為的了解很有限,我們於是進行調查與實驗。觀察野外蛛網的主要特徵包括:結不規則錐體網、網中有開口朝下的遮蔽物及立網下方有底網。測量野外的蛛網,發現姬蛛多棲息在左右和前後置中處,但僅一半有高度置中。若用方形容器飼養姬蛛,則姬蛛棲息在蛛網立體空間對稱的中央位置。從幾何概念推算,發現姬蛛多棲息於趨近於錐體網剖面三角形的內心處,此位置到三邊的距離最短,有利於察覺與快速捕獵。錐體網具傳遞振動、有效纏繞獵物和低穿透率的特性,而綿密的底網則可防止獵物掉落,皆能增加捕獵率。故日本姬蛛有絕佳空間概念且能依獵物狀況採取不同的捕獵策略,真是聰明啊。

寒潮溫度溼度之研究-從探空資料分析

我們利用研究台北探空資料、台北地面資料、嘉義地面資料以及校內自行觀測資料,分析並比較個別或相互間的影響及關連。主要分析內容為寒潮通過地面氣溫下降期間,地面溫度和相對濕度的相關性、850百帕露點對地面相對濕度的影響,同時探討地理位置是否影響降溫時間以及地面爆發寒潮期間,高空槽脊氣流和地面溫度的相關。藉由簡單的統計及沿著時間序列前後逐時平移求相關係數的方法,我們得到五點結論。