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第60屆--民國109年

全力蟻赴

我們在校園作螞蟻種類調查,發現了六種螞蟻。接著我們探討螞蟻喜愛的食物,發現長角黃山蟻最喜歡的食物是肉鬆,而黑頭荒蟻最喜歡的食物是棒棒糖。對於長角黃山蟻而言,肉鬆味道濃且輕巧,可以很快搬食,而且數量不同的長角黃山蟻都有特定搬食的方式。如果數量越多的長角黃山蟻加入搬食行列之中,前進時會讓整體速度加快20%以上。最後我們作了人工蟻穴,模擬長角黃山蟻搬食通過不同形狀的洞口,發現皆有其不同的因應策略。

彈珠檯-彈彈入洞,百發百中

彈珠撞擊釘子的運動方向與四年級力與運動的課程相關結合五年級的資訊課Scratch的程式,將實體的運動方式,以虛擬的程式呈現。我們發展多元釘板的彈珠檯,以便於觀察與討論彈珠在受力後運動的情形。實驗中藉由牛頓運動定律改變檔板弧度、彈珠彈射力道等變因來操控彈珠的方向,設計五種不同弧形檔板;利用彈力公式,彈簧在不同伸長量會產生不同的力,找出最佳的中間型鐘形分配圖。 以我們現今最方便的手機彈珠檯遊戲切入,再進行實體的探究。我們先以文獻的討論,了解彈珠的落孔情形,進而分析、比較彈珠的進洞機率,以研究中間型鐘形分配為主,改變釘子排列與檔板的弧度配合不同的力量找出作符合實驗期望模式,再以Scrath依探究結果設計出彈珠檯遊戲。

以降柱法破解任意柱數與盤數的河內塔

我們在河內塔研究是改變柱數M與盤數N的關係,討論最小步數Q合理範圍。其中,對於任意N盤,改變M柱會使Q在最小值2×N-1到最大值2N-1範圍內變化。 透過研究分析將最佳操作技巧分為讓位法、換位法、原始降柱法與複合降柱法共4類。讓位法:2×N-1與換位法:2N-1,而降柱法則透過分盤降柱概念,將題目簡化拆解,並反覆運用前2者概念完成調節柱暫存的降柱移動,配對出最少步數Q。 將N盤如何切分進行降柱有最佳選擇,且題數間差距與相同差距使用次數也有規律,因此,可建立差距表並累加差距使用重複次數破解任意M柱N盤河內塔的最少步數Q。

別怕!我『罩』你!口罩也可以很環保

一次性口罩的材質都是不織布,原料是聚丙烯或是聚乙烯,是一種半結晶的熱塑性塑膠,使用完就丟,並不環保。希望可以藉由這次實驗做出環保又能預防PM2.5的口罩。

「蟀」哥的奧林匹克~看誰跳得高?跳得遠?

我們以小扁頭蟋蟀、台灣大蟋蟀、烏頭眉紋蟋蟀、家蟋蟀與黃斑黑蟋蟀等五種蟋蟀成蟲為研究對象,利用壓克力觀察箱與GoPro7攝影機,以120fps高速攝影蟋蟀的垂直跳躍與水平跳躍,總計完成804部影片上傳至youtube的影片編輯器,以0.25倍慢速播放紀錄分析,找出跳得最高、跳得最遠與最會跳的蟋蟀。 最後總計完成109隻蟋蟀外型特徵、垂直跳躍高度與水平跳躍距離的分析,結果顯示:1.家蟋蟀的後腿/體長比最大,是「長腿王」;2.家蟋蟀的垂直跳躍高度(體長數)最高,是「跳高王」;3.家蟋蟀的水平跳躍距離(體長數)也最遠,是「跳遠王」;4.接受刺激後的跳躍率,眉紋蟋蟀是垂直跳躍的「跳跳王」,小扁頭蟋蟀則是水平跳躍的「跳跳王」。

降塑「油」解!清除水中塑膠微粒的方式

海洋裡塑膠微粒汙染嚴重,海灘上的塑膠垃圾會分解成塑膠微粒進入海洋。目前的汙水處理廠無法過濾塑膠微粒,處理塑膠微粒變成很大的挑戰。 本研究結合塑膠和磁粉的疏水性來吸油,再用磁鐵去除水中的塑膠微粒。測試5種變項並以光譜儀分析塑膠清除率,研究發現廢機油較黏稠、細磁粉被油包覆的表面積大、塑膠粒徑越小黏附效果越好,越易清除。磁力4900 (μT)可清除4克塑膠。研究發現不同塑膠粒徑最佳清除條件,半小時內清除塑膠大粒徑1.5 mm最佳。研究測試6大塑膠,以及衣物纖維的清除效果,清除率達97%。相較於汙水處理廠的過濾方式,更有效清除塑膠。並設計自動清除機,以及重複利用磁粉的方式,未來可以應用在廢水處理廠。

晶晶相擁—探究多樣態結晶及顯微縮時攝影在結晶之應用

本研究主要在探討晶體成長的各因素及其應用,我們先找出適合結晶的條件,然後進行四種礬的晶體培養,以及「包心結晶」探討,接著在雙、三溶質結晶的實驗,發現明礬與紫礬獨特的融合結晶現象,也利用顯微鏡結合縮時攝影機做微小晶體的動態觀察,以顯微測量技術計算晶體成長速率及使用軟體量取晶面角,我們做出了以下特色 : 一、培養出比前人所做更大的結晶。 二、培養出明礬與紫礬的融合結晶。 三、培養出大型及極微小的五層包心結晶,並找到最適合的包心結晶條件及修正晶形。 四、將縮時結合顯微攝影,對微小的結晶進行動態拍攝,計算出結晶速率,以及使用顯微測微技術運用在晶體測量上,增加測量準確度。

玫瑰藍色系與新式嫁接法之研究

本研究以藍色樹形玫瑰為主軸,研究嫁接對玫瑰生長、病蟲害之影響,分析其中問題所在,加以改進創新,也探討環境的酸鹼值對花色的影響。本研究發現樹玫瑰嫁接後外觀看起來安然無恙,卻在幾天後枯萎而死,經透過顯微鏡觀察切片,發現砧木與嫁接玫瑰形成層癒合速度不同而導致維管束喪失功能,無法輸送水分而死亡。本研究使用自創的嫁接方式—環狀剝皮法,搭配修剪技術及天然農藥,大大提升了實驗樹玫瑰的存活率。

一筆成型-探討多面體最短步行數

本研究以多面體的「邊」為思考主軸,探討各種多邊形如何利用最短的銅線長度才能串成立體模型及是否可能一筆畫描繪完成,並實際製作多邊形模型浸入泡泡水來討泡膜形狀,研究結果發現只有六面體和正八面體可以一筆畫描繪完成,而串成各多邊形立體模型最短的銅線長度只有角錐和角柱二種立體模型具有規律性並與最少邊重複次數的路徑有關係,而且由邊長推導出N角柱(或角錐)的最短步行長度等於以奇頂點數推導出N角柱(或角錐)的最短步行長度,我們也利用歐拉定理來證明我們的最短步行長度是正確的。

水吃不吃「塑」?-探討水中塑膠微粒的含量

都市河流是海洋塑膠微粒的重要來源之一,我們想要探討都市河流特性對塑膠微粒分佈的影響,並了解環境中不同飲用水源的塑膠微粒含量。本研究選取屏東市萬年溪和殺蛇溪共7個採樣點,以及飲用水源和瓶裝水各6種,利用尼羅紅染色塑膠微粒,再以螢光顯微鏡觀察計算各水樣的平均螢光強度進行比較。結果顯示尼羅紅能附著塑膠製品並在顯微鏡下呈現螢光。都市河流部份,經生態工法整治、保留較多曲折水道的萬年溪河段,較能降低河水中的塑膠微粒含量。飲用水源部份,從淨水場到家中的過程會導致塑膠微粒增加,而一般濾水設備能有效降低塑膠微粒含量。瓶裝水部份,包裝材質和過濾與否會影響水中塑膠微粒含量。