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第58屆--民國107年

「金金」計較

有m袋金幣排在一直線上,每一袋金幣數都比前一袋的多1枚,每一枚金幣皆相等(等值/等重),且相鄰兩袋的距離也相等,金幣總數為1+2+3+⋯+m。有兩個人站在這條直線上的相異兩點,離袋子最近的那個人可以拿到那袋所有的金幣,若兩人離同一個袋子一樣近,則他們將平分那袋金幣,他們要如何站才能讓分得的金幣數量最接近?三個人時要如何站才能讓分得的金幣數量最接近? 先用二次函數處理兩人分的情形,而在三人分時,用標準差找出最佳解與第k、h袋金幣(1≤k

小蠟蟲是臺灣普遍在蜂巢出現的重要害蟲之一,我們從家鄉養蜂場飼養的義大利蜂巢中採集巢片及小蠟蟲。在實驗室設計適合飼養環境,孵出高比例數量的小蠟蛾 (Achroia grisella ),觀察其生命週期及型態,並測試是否攝食塑膠,結果發現小蠟蟲攝食聚乙烯(PE)。再來測試是否食用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)。實驗結果小蠟蟲會攝食HDPE及LDPE,也能完成生命週期。透過原子力顯微鏡觀察,小蠟蟲體內存在分解塑膠的元素,未來將根據此研究基礎進一步分析研究小蠟蟲透過何種機制分解塑膠。

從零開始-初始多邊形及拿破崙多角星之性質探討

本文利用GeoGebra進行關於拿破崙初始n邊形之研究。一開始研究拿破崙初始n邊形的性質,發現不論奇數邊或偶數邊拿破崙初始n邊形都存在著一些不變的性質 。之後,由拿破崙初始n邊形的鄰邊中點連線向外延伸、對角線以固定的規律相連兩種連線方式,分別會形成外角星及內角星。拿破崙初始n邊形會和其畫出的m階交點圖形、中點連線所圍出的圖形有因邊數奇偶而異的相似性質。拿破崙初始n邊形繪出之內n角星在不重複之前題下,同層內n角星截線段比例固定。接著我們依序研究拿破崙內角星及拿破崙外角星之共同性質,及投影幾何與拿破崙定理的關聯性,最後發現拿破崙初始n邊形為正n邊形的投影。

化零為整,財源滾滾-自製環保硬幣分類機的可行性與原理探究之研究

本研究針對國小學童自製環保硬幣分類機的可行性,並依據自然課所學相關單元對其分類原理進行探索與研究, 探究過程發現: 一、利用學校回收材料做出不同類型及世代的硬幣分類機的門檻與困難度不高。 二、根據自然課所學之流水作用、電磁與槓桿原理,再依據不同硬幣的特性(面積、外徑與邊緣厚度大小或合金材質)來進行製作分類機的關鍵主體。 三、不同分類機根據其原理經過不斷實驗與調整後皆能達到一定的分類準確率。 依據以上各點我們證明了國小學童具有自製環保硬幣分類機的可行性,並印證了自然課 所學相關原理能探索與研究不同分類原理。並將研究成果納入學校自造教育各階段課程讓學 弟妹繼續探索學習與挑戰!

「貝」受矚目--探究貝蚤的外形特徵與行為模式

貝蚤的長短軸比值都介於1.3~1.4,外型為顯著的兩側對稱,殼紋分為三種類型:紅棕色殼紋有橘點、紅棕色殼紋無橘點以及墨綠色。移動速率與分布密度成正相關,具負趨光性;環境溫度愈高,平均速率愈大,NGDR愈小;面對刺激物採取的行動會先暫停再快速地離開。 運動行為大致分為沿壁、停止、繞圈、跳躍等機制,其中又以沿壁的個體數最多。貝蚤相遇可能停止移動;且貝蚤與水蚤同時存在時,數量並無明顯關係;貝蚤沒有趨向或背離死蝦子的行為。在酸性、高鹽份以及含重金屬離子的環境,皆會使貝蚤的活動力下降。

一「麩」「蟲」咻——探討環境壓力對大麥蟲生長狀況之影響

本實驗的主要目的為探討大麥蟲改變生長環境對其生長速率的快慢及生存方式的影響,來操作實驗探究脫皮的次數有無增加及不同時間的體重長期變化。我們分別以不同的環境因子來操作實驗(溫度、濕度、不同食物種類、空間大小、環境壓力、光線強弱、藥品),觀察不同環境因子中有無增減其脫皮體重成長速率。 根據實驗結果發現在施予不同的環境因子下,大麥蟲確實會對其產生不同的變化。例如:在不同的生長空間下,大麥蟲的脫皮次數會因為生長空間增加或減少;施予不同環境壓力,大麥蟲之體重變化會隨著施予壓力的不同而呈現加重或減輕的狀態。我們也意外地發現在加入麥麩的環境下大麥蟲的化蛹率會有顯著的增加,遂亦成為了本實驗的關鍵操作變因。

自製SGAC系列膠球於重金屬水溶液循環淨水系統之研究

幾丁聚醣被證實可以有效的從水溶液中移除銅離子重金屬,幾丁聚醣具有生物可分解性、親水性、天然來源等特性,我們利用戊二醛與幾丁聚醣進行交聯反應,並改變交聯比、時間、pH值、溫度,以增加對水溶液中重金屬的吸附量,並且進一步開發出海藻酸鈉幾丁聚醣膠球(SGA)、活性碳海藻酸鈉幾丁聚醣膠球複合物(SGAC),最後發現當活性碳、海藻酸鈉與幾丁聚醣粉以0.5:5:4克所製成的SGAC1,靜置於2500ppm的20mL硫酸銅水溶液有高達96.64%的去除率。放入自製淨水循環系統後也可達96.62%的去除率。且對於紅色墨水亦有良好的去除效果,其去除率可達81.3%。最後我們把已吸附銅離子的SGAC1膠球,利用水浴溫度70℃、50mL、0.25M的硫酸加熱10分鐘脫附出銅離子,回收率達91.72%。

魔法光學-探討光的折射現象

研究雷射光在玻璃棒中的行進路徑,並探討雷射光通過玻璃棒時所產生的折射現象。結果發現:當水平雷射光入射垂直立於地面玻璃棒時,原先的雷射光點水平散開成「一」字狀,且玻璃棒越細,散開的一字越長,即散開的角度較大。當雷射光非垂直入射玻璃棒時(玻璃棒傾斜),折射後的圖案是彎曲的,且玻璃棒越細或是傾斜角度越大,折射光彎的幅度就會越大。當雷射光通過不透光的細銅線或是透光的釣魚線時,投射出不一樣的干涉條紋,遵循不一樣的干涉模式。我們釐清此干涉條紋形成的原因,並找到消除干涉條紋的方法。

吹毛求疵--絨毛種子的飛行密碼

研究發現真實種子滯空時間和水平位移為纓絨花>芒草>小錦蘭;種子的質量、平均速度、平均加速度以及CD為纓絨花<芒草<小錦蘭。仿生種子最佳的側向力:寬度1.2公分,彎曲度90度,重量0.3公克,重心在下,絨毛長度5公分,絨毛數量720及900根,絨毛分布360度。最佳種子滑空比:絨毛分布360度,種子彎曲60度,絨毛數量720根,種子寬度1.4公分,絨毛長度5公分,種子重量0.5公克,重心在側邊。而在側向力與飛行模式實驗中,種子本身變因與其相關性較小,與絨毛相關性較大,顯示絨毛種子的絨毛對於種子的飛行模式具有高度的影響力。

探討強制渦流中浮體上升之變化

本研究旨在探討浮體在旋轉的液體中上升速度受到什麼因素的影響,分別以浮體半徑、質量、密度與液體轉速為不同的控制變因,觀察其產生的現象。我們透過軟體tracker來進行數值計算以及圖形座標化分析