團隊合作獎

不同性質之切削液對於陶瓷刀具壽命之影響

這個研究選定由氧化鋁粉未,添加少量元素,再經由高溫燒結而成,其具硬度、抗熱性、切削速度比碳化鎢高特性的陶瓷刀具,以Trim T112002C、Blaser HC5與CPC 31C等不同切削液,利用台中精機Vturn-20E CNC車床以0.1mm/rev的進給率與1mm、1.5mm、2mm與2.5mm的進刀量,在1000rpm的切削轉速下,車削每支S45C圓桿工件體積31416mm3,並利用Mitutoyo S-3000表面粗糙儀量測切削工件的表面粗糙度,藉以檢測刀具壽命與產品的切削品質,來探討不同切削液對切削性能之影響。 結果中發現刀具進刀量多,刀具壽命減少,但其表面粗糙度也隨著進刀量的增加而降低。Blaser HC5與CPC 31C切削液下的車削加工製程,在1000rpm的切削轉速下,比Trim T112002C切削液下的車削加工製程,至少提高刀具的切削壽命分別為10.9%與28.3%,更有效地降低工件表面的粗糙度,提高產品品質。

吃軟不吃硬-探討麵粉與膨鬆劑對馬芬蛋糕結構的影響

本實驗之研究目的在找出馬芬蛋糕的最佳配方。以不同比例的泡打粉、酵母粉和麵粉種類,設計出11組不同配方,找出麵粉和膨鬆劑對馬芬蛋糕的影響。本研究利用電腦軟體ImageJ測量氣孔、物化分析儀測量其硬度和咀嚼度、體積置換法來測量體積的改變,以科學化數據方式觀察,量化紀錄資料比較蛋糕本體外型和品評口感,同時進行大腸桿菌含量實驗測量其保存後的新鮮度。綜合比較結果,酵母粉馬芬蛋糕硬度均大於泡打粉馬芬蛋糕,相較之下也較難咀嚼。所以最佳配方建議以「4.5g泡打粉+低筋麵粉」為本研究最喜愛的配方。若要添加酵母粉,則建議搭配高筋麵粉提高彈性增加風味。最後無添加膨鬆劑的馬芬蛋糕也廣受到受試者的喜愛,可做為另一健康食譜的新選擇。

額溫槍自動小助手-探討與研究

醫療級紅外線額溫槍有較準確、可回廠專業校正兩個特點。使用現成的器材及一部份回收材料,也可以減少電子垃圾產生。主機利用自製零件配合簡單機械和感測器,以伺服機代替人的手指按下開機鍵和測量鍵,測量完會自動展示量出來的溫度,進而達到非接觸測量的目的。這樣除了減少門口防疫站老師較近距離接觸陌生訪客的感染風險,班級教室更可以減少每日群聚測量的風險。在重做歷程中,也一併學會了更多的 3D 列印技巧並設計實驗,收集數據,來探討和改進研究過程中發現的問題。

多管齊下-自製複管笛的音色探討

本研究利用生活中隨手可得的水管、廢棄椰子殼與竹子(掃把柄),嘗試研發製作出能同時發出旋律音與持續音的特殊樂器,並探討其旋律音與持續音之間所產生的音色和諧度的變化。 由於「雙管鼻笛」與「葫蘆絲」的構造比較特殊,我們除了探討相關文獻,了解笛類樂器的發聲頻率公式外,還實際操作器械,藉由自製的水管笛驗證管長、管徑與吹嘴對基音頻率理論的可行性。電腦頻譜軟體,除了可以分析主管與副管(和音管) 在各音階的的和諧程度外,更可以作為我們自製樂器微調管長或音孔大小的依據。

不同散射源對相關色溫變化值之探討

我們透過研究光粒子對光線造成的散射影響下,分析散射光線對應的相關色溫值的變化幅度,去反推那團細懸浮微粒的濃度。若能建立出細懸浮粒子濃度對相關色溫變化值的數據分析的關聯,我們將可以用這套系統應用在各種需要測量空氣品質的情況。 本研究中,我們使用光譜儀所測得光線被散射前後相關色溫的變化,在實驗中藉由自然現象及製造不同波長的光源探討瑞利散射的性質,接著在實驗三中改變煙塵的濃度,與測得的相關色溫變化值比較,得到兩者呈現正相關,也就是說,當一個環境中細懸浮微粒越多,相關色溫的變化量就越大,最後,在實驗四中,我們延續實驗二的方法把散射源改成小水滴,觀察測得的數據得知相關色溫的變化量有一個可能的飽和點。

西蒙思對戰遊戲攻略

西蒙思對戰遊戲是兩人輪流在凸多邊形頂點畫一條線連接兩點,當某一方自己畫的線形成三角形時就輸了。本研究主要探討在不同點數遊戲中,雙方適用的致勝策略。發現到: 1.n點時,雙方最多可畫直線總數為n×(n-1)÷2。 2.4點時,若先者成功使用同點連線法則必勝;後者須阻擋先者同點連線法才能平手。 3.5點的適用策略為沙漏法和梯形法;6點(含)以上適用的策略為沙漏法、梯形法、無限法和外圍連線法。這些策略為等價圖形,可互相轉化,均具有「畫出偶數頂點的封閉圖形」和「連接異奇偶點」等共同特徵。本研究並討論了上述策略的適用理由。 4.找出N點以「連接異奇偶點」策略可連出供玩家選擇的直線數計算公式。 5.建議雙方對戰時的最佳策略與互動調整原則。

水土比一比

因為桃園區會稽里轄內靠近虎頭山具有2條土石流潛勢溪流,透過實地考察與資料收集,瞭解桃園區土石流潛勢溪流之成因。模擬「降雨時於表土土壤石礫空隙下產生之水流」觀測土壤含水量與水流侵蝕土石量之關係,與模擬「發生部表土狀態」,觀測土壤含水量與發生部坡度之關係。實驗結果發現,當土壤含水量越達飽和時,此時土壤黏性越高較不易因水流而沖刷,發生部崩塌坡度也大,較不易崩落與滑動。但土壤含水量一超過飽和,黏滯性下降,大量崩塌滑落的發生部坡度快速下降,表示此時的土石因泥水下滑力容易滑動且造成土石流。

東眼山-天空中的瀑布

校園中東大門向東南方望去,山群間有一排流動的雲,那是東眼山上的「雲瀑」美景。為何東眼山會出現如此奇景?利用自製雲霧的方式來證實山上易形成雲霧的大氣條件,再透過搜集資料及踏查東眼山,調查其大氣條件、地理位置及生態。探究東眼山為何得天獨厚能出現如此美麗的雲瀑,發現東眼山林相、溫度、濕度使得雲霧容易形成,其山勢走向使得冬季東北季風能順勢帶入,讓雲霧流動而為雲瀑,以上的探究結果再以自製東眼山模型,並在模擬雲瀑形成的大氣條件下呈現出來。

足球有多圓-多面體的表面積與體積探究

在理化課老師介紹過巴克球,體育課踢過足球,兩者外型相同,但足球好圓,我們好奇這個多面體是否接近球體。 研究方法為選定正多面體及截角多面體,從十種多面體分別計算表面積、體積與其外接球表面積、體積的比值。 研究過程中,首先我們計算組成面正多邊形面積,其中以正五邊形及正十邊形,運用黃金比及複雜的根式計算,再計算多面體表面積。接著逐一推論多面體的外接球半徑、面心距,來計算多面體體積。最後數值分析這些多面體的覆蓋率與填充率,以數據為證,來說明巴克球確實相當接近球體。 本研究附加價值在於我們完全「沒有」使用三角函數,純粹以國中階段數學基礎進行研究。

「欲罷不能」桌遊機率之探討與延伸

欲罷不能是一款與機率性質相關的桌遊,結合骰子的進行來完成遊戲,我們藉由遊戲體驗去發現到欲罷不能的問題,並設計實驗來尋求問題的解答,一步一步發現欲罷不能的小秘密。 從研究一、二的探討中,找出原規則各式各樣的機率情形,發現到與7越有關係的機率越大,而與2或12越相近的機率越小。但也在研究三中發現雖然7的機率最高,但若加上遊戲本身設定的方格數來闖關,所有數字機率都差不多。我們也在研究四、五的部分,將遊戲做兩種延伸(加入乘除、骰子面數),增加遊戲樂趣,也調整遊戲的難易度。也在研究六時進行策略分析,依據情況擬出該前進該停手的策略。最後,運用上述研究資料,設計Scratch版的「欲罷不能」桌遊。