全國中小學科展

第55屆--民國104年

太陽運動軌跡與太陽能板最高效益探討

本報告是主要針對太陽能板上自動追蹤功能的研究。以藍晒及自製的指南針作為研究太陽移動軌跡的方式,找出整年太陽移動軌跡;並找出太陽能板在直射及斜射之情況下發電量的不同。如此之後,便可依據研究數據以簡易的材料(時鐘、發條)、方式來設計較簡單的「追日」系統,使太陽光的使用更有效率,發電功率也可大幅提升,對這資源日益耗竭的地球可是一大福音。

泥、沙和礫石超級比一比之首部曲

研究動機:生活上,我們會接觸泥、沙和小礫石,為了讓我們對泥、沙和小礫石有初步的認識,而進行相關研究。 研究內容:進行不同泥砂及礫石等的滲水性及吸水性、產生音量大小、傳導音量大小、減震效果、抵擋鑽刺效果、水花濺起的情形、形成砂石堆的高度坡度、以小礫石及砂填補中礫石堆的穩定情形比較、摩擦力比較及反射光線比較實驗。 研究結果:各種泥沙、礫石,有的較光滑粗糙;有的減震效果好,有的傳導聲音效果佳;有的抵擋鑽刺效果佳、有的可避免水花濺起的情形等各有不同。了解種泥沙、礫石的特性,就可在生活上善加利用。

能源再利用,遇火就來電

本研究在探討熱能與電能之間的能源轉換,並製作出免插電之可供USB電的陶瓷香精燈。 實驗材料選用廣泛利用於醫療、冷藏箱、飲水機的致冷晶片,研究過程發現利用水降溫及並聯晶片能增強效能,研究結果製作出熱源電池模組,測試電量發現 : 與行動電源沒有差異,並結合USB增壓模組替3C電子產品充電。 適逢2015年兩次尼泊爾大地震與台灣歷年山難,發現人們在緊急事件中,身邊電力與電池已經失去作用,3C產品無法發揮聯繫與定位功能。本研究產品,USB陶瓷香精燈,可提供居家的緊急災難準備、荒野露營或是臨時找不到電源時候,只要點根蠟燭與100cc的水,USB香精燈就可以為智慧手機充電。 USB陶瓷香精燈,進一步可配合政府推廣(陶瓷)文化創意產業與廢能回收裝置發展。

爺爺的Datuk-探討太魯閣木琴音色的變化

為了做出太魯閣木琴標準化製成的標準音,我們以Gold wave軟體分析太魯閣木琴的音色。我們測量三組木琴,外部形質的長短和粗細沒有規則的排列。敲擊同支木頭5點不同位置,頻率有顯著差異。敲擊木頭中間點能發出悅耳及穩定的樂音(頻率誤差在0.001到0.241),旁邊4點可增加樂音變化。木琴底材改為木板時,頻率會增加,且能將不穩定的音色做修飾;底材為鐵板時則沒有規則性。木頭材質不同時,音色也有所差異,鹽膚木音色較輕脆,而油桐木較低沉。將木琴架高至5.3、21、42、47、69、74公分時,有穩定的樂音。則高度在69公分(方便站著演奏)時,將木琴下方放置木板底材,聽起來會有悅耳的樂音。

廣義3階魔方陣之研究

一. 找出廣義3階魔方分5型各別計其數MA(t),MB1(t),MB2(t),MC(t)及MD(t)將排和t依序由0,3,6,…到144表列此5型數量,及衍生之H(t),M(t),S(t),SB(t),SC(t),SD(t)數量。 二.用二次函數假定或階差數列求和,推測H(t)及M(t)公式,導出S(t)公式。 三.用位元分析:(一)推出MA(t),MB(t)及MC(t)公式。(二)掌握D型特徵,但暫用階差數列推測MD(t)公式。(三)推出H(t)公式。(四)藉MA(t),MB(t),MC(t)及H(t)論證MD(t)公式與(二)的推測吻合。(五)藉MA(t),MB(t),MC(t),MD(t) 推出M(t)公式符合先前推測。(六)附帶推算SB(t),SC(t),SD(t)公式。 四.討論延伸至4階魔方的作法,並探索用3階建構6階及9階。

河去河從-河流的堆積作用

本研究目的在探討影響河道堆積之各種因素,嘗試找出堆積的主要原因,並觀察茄苳溪、大漢溪、南崁溪河道堆積情形,作為對照。為了更清楚了解河道的堆積情形,我們製作了河道模型,依照模型來設計各種實驗,其中變因包含了河道的傾斜度(坡度)、河水的水量、河道寬窄、河中障礙物對河道堆積的影響,最後依照觀察茄苳溪、大漢溪、南崁溪河道對照實驗結果,並探討河川地形對生活環境的影響,並提出改善建議。

好牛吃盡窩邊草

本研究從牛吃草問題出發,將牛以繩子綁在房子固定的點,牠吃草的範圍是個部份圓(如圖一斜線部份),我們改變固定點的位置、改變繩長、改變不同的房子形狀、讓固定點變成可動式等,研究所圍成形狀面積的變化,找出規律,並將研究結果進行實際的應用。

偶然中有必然──怎樣才公平?

本研究發現n個人的約瑟夫問題,反覆淘汰留下來的第m個人,m=1〜lcm(n,n-1,……,k) 時,倒數第k個淘汰的編號f(n,m,k) 會循環,其循環節長度是lcm(n,n-1,……,k);又找出 f(n,m,k) 的遞迴公式,再以該公式使用 Excel 推算 n=1〜16,m=1〜lcm(n,n-1,……,2) 時,發現人數不變時,每個編號倒數第 k (k=n〜1) 個淘汰的機會都相同;據此提出並證明「約瑟夫定理」:人數n人,反覆淘汰留下來的第m個人,取 m=1〜lcm(n,n-1,……,2) 時,每個編號倒數第k個淘汰的機會都相同。

教室管理自動化系統之探討

一間教室中,潛藏著許多無形的資源浪費,使得我們的荷包正悄悄的流逝,像教室裡的電燈一次就只能開一整排,相當耗電,又或者是當門窗沒關好時,開冷氣造成不必要的浪費,而且學校各處室的廣播聲響之大聲,常大得讓全校師生及附近的住家非常的困擾,有鑒於此,我們小組討論出利用遠端控制的方式,對教室的各項日常庶務及廣播通知進行管理改善,來節省資源的消耗。

"風"情萬種的模型跑車-模型跑車水平阻力與抬升阻力的探討

本研究是探討行進中的車子遇到風時所產生的水平空氣阻力與抬升力。實驗過程所拍攝的影片使用Avidemux免費軟體擷取和照片使用Xview免費軟體縮圖。我們使用米箱自製風洞並使用二氧化錳加雙氧水製造煙霧,來觀察製造的直流風。我們採用迎風面30度、車尾30度的模型跑車,車前端高度2cm、車末端高度3cm的車體,使用電子秤測量出車子行進的水平空氣阻力和抬升力。我們發現2cm寬、與水平面向上夾60度角的珍珠板最能擾動氣流,防止模型跑車因白努力現象造成升抬現象,也使因車後方因無風區所造成的吸力減少阻力,讓車子的行駛暨快速又安全。