全國中小學科展

第60屆--民國109年

數學畢卡索-多邊形疊作之性質探討

本作品主要研究原圖形與重複疊作頂外圖形之關係。頂外圖形是指以原圖形的頂點為圓心,頂點到外心的距離為半徑畫圓,圓的交點(外心除外)連線形成的圖形為頂外圖形。 我們發現原三角形與其頂外三角形全等、原三角形與其重複疊作頂外三角形的外心、垂心、內心、重心、頂點有共點與共線之性質,接著我們延伸至多邊形觀察是否有與三角形相同的性質,發現四邊形第k層和第(k+4)層會相似、平行,且其頂點有共圓、共線等性質,並推廣到n邊形第k層和第(k+n)層相似、對應邊平行;第k層和第(k+n)層和{4k}外心共線等性質,最後延伸到2m邊形第(m-1)層對邊平行;4m邊形第(4k-3)m、(4k-1)m、(4k+1)m、(4k+3)m層共圓。

水塔與水撲滿-雙液體阻尼器之防震研究

本研究在探討11層大樓建築物頂樓水塔配合陽台天花板設置水撲滿,是否能有效達到減震阻尼的效果。過程中利用3D列印機自製固定水撲滿設備以及不同形式網狀隔間液體阻尼零件,並以電流調整器控制怠速馬達,自製地震模擬器來模擬不同震度之地震來實驗。 實驗中發現不同液體消能元件加裝網狀隔間,水波擾動震盪越明顯阻尼效果越佳。當地震來臨時樓層越高震盪越大,11層大樓可藉由設置在最高樓處,三組平均排法網狀隔間水撲滿,並配合水位設定六分滿,平行器壁網狀隔間正方形水塔,這種形式雙液體阻尼元件與大樓產生最大共振會發生在模擬震度4級,可以破壞模擬震度5至7級震波對大樓產生的,順向波大樓共振與大樓結構本身扭轉共振,液體阻尼效果最佳。

外送平台在台東發展現況探究

外送平台崛起,已經成為近幾年,在餐飲業新興的商業性模式。2019年底兩大外送平台FoodPanda及UberEats相繼進駐台東,但因台東與眾不同、較為特殊的市場特性,平台、商家及消費者必須在這樣新的共享經濟模式下,建立怎樣的合作與消費關係,是我們關心的話題,由於外送平台的便利性,讓我們也關注外送平台在台東是否可以長期穩定經營。 本研究我們從消費者、餐飲業者以及外送員三方面來了解外送平台,目前在台東發展的現況探究調查,我們利用消費者問卷、餐飲業者及外送員的半結構式訪談,再利用質性的研究方法,進行資料分析,形成研究主張,並嘗試用創新抵制理論來用以解釋研究的結果。

薑黃粉對水濂式蛋雞後期之影響評估

本研究主要探討添加0.5%薑黃粉對水濂式蛋雞在產蛋後期的影響,選用伊薩蛋雞分成三組,分別在飼料添加薑黃粉、沙拉油,與對照組一起進行實驗,計算每組產蛋率並分析蛋黃類薑黃素、蛋黃顏色、蛋黃指數、蛋白高度、蛋重及雞隻乳酸去氫酶(LDH)活性。產蛋率試驗中發現,薑黃組產蛋率高於其他兩組;而蛋黃類薑黃素試驗發現,添加薑黃的雞蛋薑黃素含量較高;蛋黃綠環化試驗則發現薑黃組的顏色偏淺,推測薑黃粉可延緩蛋黃膜弱化;在蛋黃顏色試驗中發現薑黃組對於L*、a*、b*值高於其他兩組,推測薑黃粉會影響蛋黃色澤;蛋黃指數、蛋白高度及蛋重試驗則發現,薑黃組相較於另外兩者皆無顯著差異;另在LDH試驗中發現薑黃組低於其他兩組,但未達顯著差異,推論添加薑黃粉可降低LDH活性。

牛奶河之謎─以自製Arduino測量裝置檢測硫酸鈣膠體乳光效應與環境因子關係並對照大氣水文數據之分析與探討

2018/03/21新聞報導高雄市三民區明誠橋的愛河變成了牛奶河,引發官方「自然現象」與民眾「工業汙染」的爭論。本研究分析相關報導內容及文獻資料,針對硫酸鈣溶液的溶解度(沉積)、鹽水、膠體溶液、乳光效應與溫度之關係,運用Arduino電路板及電子元件設計實驗裝置,編寫軟體程式計算訊號資料,另實地踏查變色河段,採集河水進行檢測,彙整變色河段工業汙染情形,比對實驗結果與大氣水文數據。 研究結果顯示牛奶河屬感潮河段,成因與河水中的硫酸鈣、海水(鹽度)及膠體溶液有明顯關係,而突然降水帶來汙染物(懸浮物)增加,以及環境溫度突然變化(20℃至30℃硫酸鈣溶液乳光效應變化最為明顯)是主要影響成因,此外;研究分析發現河水變色與潮汐變化無明顯關係。

競色~校園植物的最後樂章-有染最美

植物不僅花草、葉子可以染,連老樹上的鬚、砍下樹幹上的皮、種子與果實等都可以染! 我們發現,白布去漿、濃染,植物經煮染及上色時間越久染色效果越佳;前媒染比後媒染的顯色效果為佳;先加媒染劑再加染材染色,最後再用媒染劑定色的效果則最佳。 除了以App辨色可以輕易的辨別布料的RGB值外,我們以不到15元的光敏電阻,在麵包板上串接不到1元的180Ω電阻及回收的手機變壓器插頭連接省電的3w超亮光LED燈為光源,成功的製造出第三代吸光儀,其感光電壓線性趨勢線的R2值可達0.99,選植物染液稀釋後配製不同濃度做出的檢量線辨色R2值也達0.9以上,可以定量染後的廢液濃度,回收再利用。

「桕」救地球-柴油分解菌的研究

本研究自烏桕樹下的土壤及高砂鉅鍬形蟲幼蟲體內分離出13種微生物,其中2種可利用烏桕樹莖的養分生長,11種可利用種子的養分生長,推測微生物與鍬形蟲、烏桕樹存在密切關係。進一步研究發現,13種微生物中有3種可分解柴油,其中2種為分離自土壤的不動桿菌屬細菌(Acinetobacter sp.),1種為分離自幼蟲腸道的芽孢桿菌屬細菌(Bacillus sp.);菌株的14天柴油分解率粗估可達48~55%;將經由菌株分解後的柴油乳化層撒在綠豆上觀察其生長情形,發現可降低柴油對綠豆造成的傷害。在耐受性實驗中顯示,此3菌株耐鹼性達pH10,耐鹽性達3~4% NaCl。由於菌種均來自花蓮本土,且具備處理海洋油污潛力,未來經過審慎評估應可實際運用,避免因使用外來菌種對環境造成的二次傷害。

水 正!不正?油關係

本研究發現將水加熱一小段時間後會出現溫度與加熱時間會成線性關係,但是當水溫升高至八十幾度後,因水開始大量蒸發,水溫與加熱時間關係圖則開始轉成非線性關係。另依實驗結果發現會影響溫度與加熱時間關係圖(以水為例)的因素有:(1)加熱方式(2)蒸發散失的多寡(3)輻射散失的多寡(4)受熱面積的大小(5)盛裝的材質。最後建議國中教材要進行溫度(變化)與加熱時間關係實驗時,可以在操作步驟中加入少許沙拉油,可以讓實驗結果更符合實驗公式。

青出於藍-靛藍的快速建藍及創意藍染

藍染活動令人驚奇,但如何染的好?光評肉眼沒有客觀標準。本研究用ImageJ軟體進行顏色分析,利用量測染布色相值H、飽和度值S,能有效分析染色效果。並藉此找出快速建藍最佳比例配方:以0.4 g染布為例,將1.1 g泥藍溶解在pH=13的10 mL鹼性溶液中,加入0.7 g保險粉建藍所得染液,其染後顏色與傳統染液相比,飽和度提升120% (34%→75%),且時間效率增為3倍(30分鐘→10分鐘)。 我們設計「夾鏈袋藍染法」不須大量染液,也不怕髒汙,染布效率高且效果好,達到減量減廢的環保趨勢。更研發「藍染筆」,能在紙上體驗藍染有趣變色現象。我們更將實驗結果應用在氧化還原課程中,讓同學一節課就染出漂亮的藍染作品,具體結合文化和科學,更在傳統中注入一股環保潮流新契機。

尤拉線平行兩定點線段的所有解探討

本文先確認尤拉線平行△一邊的條件為tan⁡α∙tan⁡β=3,再針對直線L同側的兩定點A、B,探討∥(AB) ̅的公式解,過程中用到K值曲線凹性判定及此曲線的最小值N和3的比較,提供是否有解的探討依據。確定尤拉線∥(AP) ⃡、(BP) ⃡的存在性及解的公式後,發現最多有一解。對直線L異側的兩定點A、B,最特別的是在∥(AP) ⃡、(BP) ⃡時,最多可得三個解。最後轉換變因,將定直線改成動態直線,用以觀察滿足條件的P點軌跡。 當解的數量依A、B兩點的擺放而有所不同時,本文將判別式圖形畫出來,讀者可在所要的不等式區塊內取得t、b資料,畫出所要的圖形。最後作者針對所要平行的對象設計專用的兩條直線,讓讀者依序選定A、B後,可輕易地畫出∥(AB) ̅、(AP) ̅、(BP) ̅的P點解,且同異側皆可,甚是有趣。