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高級中等學校組

智慧秤重手機充電器

本研究使用Arduino,此作品在秤重的部分,是透過拉力秤裡面的元件拿出來後加以改良讓秤重後的數據可以傳到藍芽模組再把數據傳輸到手機上,最後可以利用手機來計算價錢,計算價錢的方式是以測量出重量來去換算成價錢的,電源供給的部分,是以鋰電池為主,把鋰電池裡的電利用充電模組讓裡面的各個模組通電,還可以利用充電模組上的usb頭來對手機進行充電,讓手機沒電時也能當行動電源使用,鋰電池沒電時,也可以利用充電模組來進行充電,另外手機外殼是使用3D列印,因為考量到了材質會不會把物品勾在拉力勾上面的時候一拉就斷掉,所以選比較堅硬輕巧的PLA材質來支撐,來增加他的負重能力。

Amazing溫度差!——日常生活之熱電效應應用

本研究為熱電效應之日常生活應用,思考熱電效應與電腦冷卻系統結合的可能性。研究中設計了幾組電腦水冷散熱系統,將熱電晶片置入其中。電腦運作時,產生的熱能轉換成電能,檢視熱電晶片運作的情形,討論產出的電能是否有利用的價值,以及節省了多少能源,同時進一步思考是否能產出更多的電能。

槭動心旋—槭樹翅果飛行模式之研究

槭樹翅果的長、寬、重皆呈常態分布。果實展弦比可分成最常見三群,分別為2.75~3.00、3.00~3.25、3.25~3.50。利用Tracker軟體追蹤果實掉落軌跡,槭樹翅果飛行有一定的規律性,且各型態翅果飛行皆具有相似性。翅果的落下過程可依速度分為自由落體期、減速期、緩飛期,翅果先加速落下後開始減速,最後維持穩定速度(0.44m/s±0.94)落下,而達到緩降效果。翅果上的肋痕會造成流速差使壓力不同,產生旋轉力而使翅果開始旋轉。旋轉時,轉動動能增加,移動動能減少,會造成翅果減速,而達到緩飛的效果。翅果除了自轉,也會繞著翅果外的一個軸公轉,公轉半徑約為翅長一倍到兩倍。緩飛期的公轉較明顯。

層層疊疊-雙心多邊形面積的一個有趣性質

本研究從「三角形的面積是其旁心三角形面積與內切圓切點三角形面積的等比中項」出發,我們發現圓外切多邊形如果也有外接圓時(雙心多邊形),會有相對應的結果。其中的關鍵因素是雙心多邊形的旁心多邊形和內切圓切點多邊形會相似。設雙心n(n≥3)邊形為A1A2A3⋯An,其旁心n邊形為B1B2B3⋯Bn,內切圓切點n邊形為C1C2C3⋯Cn,則A1A2A3⋯An 面積=√(B1B2B3⋯Bn 面積×C1C2C3⋯Cn面積)。也就是說,這三個多邊形的面積會形成一個等比數列,等比中項正好是雙心多邊形的面積,且此等比數列的公比為(sin⁡((A1+A3)/2))/(sin A1/2 sin A3/2 sinA2 )。 此外,雙心n(n≥3)邊形的外心O正好是內切圓切點n邊形的外心O1和旁心n邊形的外心O2的中點。且任意三角形的外接圓正好是其旁心三角形的九點圓,而其它雙心n(n≥4)邊形也有相對應的結果,其外接圓正好是其旁心n邊形的2n點圓。

牛奶如何影響Ampicillin作用於E.coli

本研究主要探討牛奶如何影響藥物作用的能力。我們選用大腸桿菌(E.coli)與其對應殺菌藥物—氨苄青黴素(Ampicillin),作為本次實驗對象進行研究。第一部分我們探討Ampicillin對E.coli作用的濃度範圍,第二部分探討牛奶濃度是否影響E.coli的生長。第三部分探究牛奶如何影響Ampicillin作用於E.coli的生長。研究結果顯示,牛奶確實會抑制Ampicillin作用於E.coli的能力,我們發現其原因為:① L-半胱胺酸結構中的硫醇基會影響青黴素類抗生素的氮硫碳雙環活性中心,造成抗生素藥效下降。② Ca2+和Ampicillin螯合使其作用能力下降。第四部份,我們實驗證實牛奶抑制Ampicillin的藥用能力原因為其成分中含有的Ca2+與Cysteine。

網紅的秘密–紅網室對番茄生長的複利效應

本研究結果在紅色網室下栽培的番茄植株,其植株高度、莖徑、產量、總重量、缺病株及開花節位果實重量上都顯著其它組。在商品果方面挑選可上市銷售的果實約在10~20g為主,以紅網室取得果實總重量達14230.4g大於露天對照組及白網室。在感官品評中,各組口感表現上軟硬適中;以白網室果實的風味較有甜味,比較對照組甜酸味及紅網室微甜味有明顯差異。本研究發現紅網室的低透光率及藍綠紅光適當比例的光強度可能創造了光飽和點的時間差,形成光複利效應,故不需耗費多餘能量來抵抗陽光,多出的能量就能提供營養生長及生殖生長,促進植物生長的速度、延長生長期、增加植物產量、使植株與果實增大、更減少網室內病蟲害發生。

數珠手環

給定簡單圖G,令V(G)、E(G)分別為G的頂點與邊所形成的集合,|V(G)|與|E(G)|分別代表G的頂點集合與邊集合的元素個數。若u, v∈V(G)且u, v有邊相連,則將此邊記為uv∈E(G)。給定函數f:V(G)∪E(G)→{1,2,3,…,m},其中m=|V(G)|+|E(G)|,若函數f滿足: (1)f為1-1函數; (2)對於每個邊uv∈E(G),f(u)+f(v)+f(uv)恆為定值; 則稱函數f為圖G的一個『邏輯函數』。給定圖G,若G存在一個邏輯函數f,則稱G為一個『邏輯圖』。對於長度為n的圈Cn(n≧3)、路徑圖Pn(n≧2)與星狀圖 Sn(n≧2),我們探討了建構邏輯函數f的策略。

剛體和液滴穿透皂膜的探討

本研究要探討物體在穿透皂膜過程中,皂膜在被衝擊變形後又能回復原狀,此過程中若物體和皂膜之間出現物質成份交換,其影響變因及可能機制各為何。 實驗中以鋼珠、水滴、皂滴和油滴這四種表面性質不同物體穿透皂膜,並以高速攝影記錄物體在穿透期間皂膜變形及物體軌跡。液滴體積可用微量滴管精確控制;液滴穿透染色皂膜後其成份變化,可由分光光度計的分析結果推算。 實驗結果發現促使皂膜破裂的「臨界動量」與入射鋼珠截面積成正比。此外,鋼珠和水滴穿透皂膜時機制較單純,皆被一層皂膜包覆後落下;皂滴和油滴在穿透皂膜時的機制較複雜,因而帶出更多皂液。希望本研究使用的光色分析技術及最終提出的交互作用模型,將來在生物科技領域上有所應用。

魚菜共生系統延伸-永續發展裝置組合

本研究之構想主要是來自現在最新型的耕作方式---魚菜共生。此系統雖然能夠讓大家在家裡自行耕種,但是仍有需要更換水以及需要定期餵食水中生物。而我們則是藉由儀器的改良來發現是否能達到原本的系統解決不了的問題。 目前的實驗做到濁度測定以及水中測量微生物數量。但是在濁度測定以及水中測量微生物,我們發現水質又改善,微生物的數量也相對的減少許多。仍然還有實驗尚未完成,接下來可再作生物種類變化之實驗。 我們將來的目標將是如何將裝置縮小或是再改良,達到環保與健康兩者兼顧,減少對生態以及個人健康的疑慮。

席梯而眠

梯子是使用在具有高度作業的工具,在不同作業方式下,衍生出不同的梯子。梯子雖方便,但在梯子收合後,無其他的用途,師傅在中午休息時沒有更好的休息環境,師傅在休息上工時,以疲憊的身體以及心情來工作,對師傅的身心造成引響,進而影響到了施工品質。施工品質是非常重要的,要是因為這些問題影響到施工中建築物,那可是得不償失。為了使師傅能有更好的休息環境,一個能夠提供師傅施工時的方便以及休息時的放鬆工具就製作出來椅師傅最常用的梯子設計成可供休息坐、臥的床,讓師傅可以在工作之餘休憩使用。