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第59屆--民國108年

看見聲音-聲音對皂膜影響之探討

本實驗在觀察不同頻率的聲波下,皂膜做上下振動所產生的波紋,皂膜顏色與厚度關係以及皂膜水平流動速率的變化。其中皂膜在不同自然頻率會產生特定的穩定上下振動波紋。而受聲波影響上下振動的皂膜會因慣性力和表面張力而有中心區和邊緣區內外的流動變化並產生漩渦狀的流動。在低頻率時,邊緣區向中心區的流動速率會大於中心區向邊緣區。高頻率時則相反。而在不同頻率時皂膜的流速變化則呈現一二項式向下的曲線。

具有區塊鏈之IOT用電系統

現代生活中電能扮演非常重要角色,由於使用者型態多而複雜,甚至因電能過度開發造成能源與環保問題,於是電能品質與資訊至為重要,結合新穎的科技技術改善目前電能管理,達成智慧化用電能系統成為現代電能管理顯學。 本研究概念來自物聯網(IoT)與區塊鏈技術,將二者結合並應用於電能管理系統上,使用戶端使用者與供電管理者皆有用電資訊平等權,進而達到更佳的用電資訊安全與節能效果。研究內容除了製作電力模組為物聯網電能系統之感知層,與無線傳輸模組及嵌入式樹莓派處理器前端伺服器組合而成網路層之外,更著重於應用層之後端區塊鏈伺服模組。目前研究已有電能資料、帳單與交易之工作量證明成果,所以具有公開不易篡改與交易節能功能。

滴水發電-應用開爾文靜電裝置過濾懸浮微粒

我們探討開爾文靜電裝置對懸浮微粒之過濾效果,主要結果有三,一、使用靜電電位計量測發現,開爾文裝置的支架採用中空塑膠管可有效絕緣,感應環使用長、直徑小的鋁箔圓環,控制流出水柱為細、長形狀,會有較佳靜電效果。二、使用微粒濃度感測器與乒乓球的漂浮實驗顯示,孔隙大的濾網,過濾差卻較透氣,若在氣流帶動下導入靜電,則有較佳的集塵效果。三、應用簡單材料組裝的開爾文裝置,經實際測試,可利用收集雨水長時間產生正、負靜電壓高達10~14kv,在封閉空間集塵或燃燒線香、金紙、木炭的懸浮微粒過濾上,具有良好過濾效果,尤其木炭有超過88%以上的整體過濾效果。

蓋世魔球---瓶蓋棒球初探

本研究旨在研發製作可強化穩定氣流的風洞,以及可有效測量瓶蓋受力狀況和周圍氣流的測試架,並以此進行瓶蓋棒球研究。研究結果發現,長度比為整流段:壓縮段:實驗段=4:9:3的風洞,可明顯穩定和增強氣流。以小風扇結合LM393、Arduino組成的自製風速計可有效測出氣流速度。瓶蓋旋轉對其上升力、向左力及阻力會造成不同程度的影響。瓶蓋轉動方向向上,飛行路徑會向左偏。最後並根據康達效應、馬格努斯效應與實驗結果,推測出瓶蓋以不同旋轉方向及飛行速度所造成的飛行軌跡。

正多邊形越來越「正」了,因為有「螺」!

1.本研究採用解析幾何方法發現,由正n邊形的特殊切割,發現了新正n邊形面積或與原正n邊形的面積比值都與切掉的小等腰三角形腰長或小正n邊形邊長具有特殊的二次函數的關係,亦即ωn[(r+x)2-(r+x)]+λn,其中ωn=nsinθ/2、λn=n/4 cot(θn/(n-2)),θn=(n-2)π/n ;也因此,當切掉的小正n邊形的邊長在一定的長度時,可得出最小第二層正n邊形,且此時所切掉的小正n邊形是最大的。 2.承1,繼續特殊切割,並重複這些動作往內部一直畫出越來越小的正n邊形,當層數夠多時,這樣的作圖最終會收斂成中間一點。最終取出每一層正n邊形對應的頂點,則頂點軌跡可生成等角螺線,經證明得其總弧長及所掃面積分別與最外層正n邊形邊長及 面積具一定關係存在。

自求多浮~浮屋多重機能性的研究

2018年2月6日花蓮地區發生規模6.0強震,造成米崙斷層附近有4棟大樓倒塌事件,加之臺灣西南沿海養殖業超抽地下水造成地層下陷,使居民受水患之苦更甚! 我們體認地上建物受強震災害的地層不可逆,決定承續去年浮屋的研究,由下載的振動APP軟體Vibrometer及Mobizen Screen Recorder螢幕畫面錄影程式,記錄比較加速度值的變化,證實浮屋在第三代打浪造波器衝擊下、臺灣近海的實測下,運用船艙理論研發的機能性,均使浮屋的穩定性更高。 加之,超音波感測避障可提高浮屋遇風災進避風塘之安全性;光生電、風生電、海生水廢鋁發電之浮屋自力發電能源型態的研究,再畫下一筆浮屋可宜人居的可行性研究。

『含流睿智』植物也會算數?~探討含羞草觸發運動其訊息傳遞的奧秘

外部刺激含羞草達到一定力道後,含羞草有依序閉合現象。含羞草雖然沒有神經細胞但是仍然可以產生類似的傳遞訊息方式,含羞草運動的膨壓作用啟動訊號之一為電訊號傳遞產生,讓水分往另一側細胞集中,並非水分立即蒸散或是水倒流回根部。當以外部電流、熱源、光線也可引起動作電位產生觸發運動;含羞草觸發運動會因為連續相同程度的刺激而不敏感,類似習慣適應。若在土壤添加乙醚麻醉劑15%,30分鐘之後,含羞草細胞亦會被麻醉而變得反應遲緩或是沒反應。本研究後續發現施予20k流明至40k流明的藍色光線時,有助於含羞草葉片再復原的速率!

延伸正多邊形的一邊一筆畫出各種圖形

從word2003的圖示中,我們看做畫圖時每次將四邊形其中一邊延長,其他邊的長度不變,然後畫出四個邊。按照這樣的方法可以畫出許多圖形。我們將每一邊編號後,發現各種圖形的延伸方向和代號有關。因為有一些結論可以從圖形的延伸方向來看。 接著,我們將研究重點放在起點和終點都在同一個位置的封閉圖形。因為這些封閉圖形的代號組合會形成環狀排列。 從環狀排列發現到一些結論:一組環狀排列只有一種圖形,圖形不同,代號不同。畫圖次數有幾組環狀排列,用不盡相異物環狀排列來算。哪些畫圖次數會有環狀排列組合,可用邊數的最小及次小質因數來算。鏡像圖形代號可以算出來。 最後,我們利用發現到的結論來做應用,畫出更複雜的圖形。

「岸」潮洶湧-離岸流的模擬與探討

本研究藉由資料蒐集了解離岸流的成因與影響,並透過設計海浪實驗水槽,模擬離岸流發生的情形,研究發現:(1)沙岸因海浪捲落岸邊砂石而形成海底沙洲,海面出現碎浪進而形成一股強烈的離岸流。(2)不規則海岸會形成更多的碎浪,因而離岸流較單一內彎型海岸更強。但不規則海岸形成離岸流的時間較長,顯示離岸流會因海岸形狀而有不同的發生週期。(3)海岸傾斜角度會影響離岸流的形成(4)海浪大小若能將沙灘上的砂石捲入海底,形成水下沙洲,會增加離岸流的強度,但海浪過大反而較不容易出現離岸流。(5)可知海浪週期過慢,離岸流出現的機率較會降低。(6)從模擬實驗中發現,我們在海水浴場戲時,只要離開岸邊一段距離就應多加注意是否有岸流的出現,以免發生危險。

殼殼好朋友-探討甲殼素和筍殼碳複合材料的吸附能力

我將甲殼素與筍殼碳依7:3、6:4、5:5、4:6及3:7比例混合製成複合物,吸附不同濃度的硫酸銅、亞甲基藍(色素)、硝酸鉀(無機鹽),複合物不同比例間對於銅離子、色素、硝酸鹽的吸附情形都不同,銅離子甲殼素比例高吸附好,色素碳比例高吸附好,硝酸鹽甲殼素比例高吸附好,但甲殼素價格高而碳的價格低,添加後除可降低成本,還可應各種不同需求選擇不同比例的複合物,而5:5的吸附效果與甲殼素相近,且成本較低,製成片狀易於回收,所以利用價值最高。