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第42屆--民國91年

圓起?圓滅?---泡泡家族的一生

利用含有「界面活性劑」洗衣粉、沐浴乳、洗髮精、洗碗精和肥皂,調配成水溶液後可降低水的表面張力而形成泡泡。當溶液溫度改變,生成泡泡的成功次數受影響,代表表面張力的大小受溫度高低影響,溶液的濃度和外在環境的度也會影響泡泡的持久度。一般而言,濃度大、溼度大皆可延長持久秒數,但在濃度方面,我們要加以考慮過飽和溶液所造成的影響。而「非表面活性物質」NaCl、NaOH 加入溶液,會使表面張力升高而無法形成泡泡。當兩個泡泡接觸時,如果兩個泡泡的內壓力差超過其相黏膜張力所能承受的範圍時,就會因相黏膜破裂而使泡泡結合。酸鹼程度的不同,對生成泡泡的高度也有影響,大致上,接近中性的溶液泡泡高度就較高。利用自己製作的內壓測定器,觀察泡泡生成時兩端水位改變後的差異,得知泡泡的內壓力大於大氣壓力,也就是產生泡泡時要提供足夠的壓力差(過量壓力)。

“流 形”的 趨 勢 ---- 風

我們由百科全書上看到風洞的介紹,和汽車外形不斷在改變——漸趨流線型而引起我們的興趣,便參考資料著手製作小型的汽車風洞模型,再利用此風洞模型探討不同造型的模型汽車,對風阻的影響以及模型所受水平風壓的研究。一、製作小型的汽車風洞模型原先的汽車風洞模型為抽氣裝置,但由於風扇太小,且氣流不甚穩定,後來在拆船貨中找到一個強力風扇,且找到一個0 V ~ 260V 的變壓器來控制風速的快慢,於是製成第二個吹氣裝置的汽車風洞模型。後來又為了研究水平風壓又改良製作了第三種風洞。二、測試不同造型的汽車模型在風洞中的情形1. 我們將電子天平置入風洞模型的測試段中,當風扇開始運轉時才歸零,我們測試了6 輛模型汽車,分別在車頭、車尾和側面迎風時,所受的阻力大小,阻力的測量方法,是以在風洞中所測得的重量減去原始的重量,由其重量變化的百分比,來說明風阻的大小。2. 但可能由於車子重量太重,故重量變化的百分比亦不大。三、改採小台(重量較輕)的汽車模型在風洞中來測試雖然車子的重量減輕,但也因其受風力的面積減小,所以,車子重量變化的百分比亦不大。於是著手進行用保麗龍製作模型車。四、將不同形狀的物體吊於風洞中,測試水平風壓的大小將保麗龍球、蛋的模型、正立方體盒子和自製三台漸趨流線形的保麗龍模型車以進行水平風壓的實驗。五、製作一概念車根據水平風壓的實驗數據,找出哪些形狀風壓最小,再進行製作概念車,實驗結果發現自行製作的概念車無論風速為何,風壓都能夠很穩定。

指紋現形記

本作品在於觀察指紋的產生、消失,並探討性別、年齡及環境對指紋消失的影響。實驗中並利用粉末法、磁粉法、硝酸銀法及電鍍法來顯現指紋,並探討各種方法的適用性及優缺點。

電動抽線機

夠炫的 E 世代銀飾品為其特徵,從銀戒、手鍊、項鍊、耳環及各式吊掛在身上之銀環,無一不是金飾加工之成品。升上三年級在工廠實習課中有機會接觸到金飾加工課程,從熔銀、滾壓、抽線、焊接、銼磨、拋光到完成獨一無二的飾品,將飾品掛在身上,同學投以欣羨眼光,那份成就感實在無以言喻。因為從事金飾加工這一行業者並不多,所以大部分工作都是純手工製作,相當費力及耗時,尤其是方形銀線要抽成圓形銀線,更是吃足苦頭。於是想利用學校設備及材料設計製作出一電動抽線機,從最基本構想用電腦繪圖繪出,如何選擇動力源,如何讓滾筒能旋轉又能向前移動,到零件製作焊接組合噴漆等等,最後終於在幾位同學協力合作,及老師指導之下完成此一成品,希望此成品對金飾加工業能有所幫助。

棋子排列的研究

若Mn×n(s)表示在n×n 的正方形棋盤中,棋子總數為s;Vn×n×n(a1,a2,a3,…..,an )表示在n×n×n 的正方體棋盤中,每層個數為a1,a2,a3,…..,an,且s=a1+a2+a3+…+an。本研究即在Mn×n(s)和Vn×n×n(a1,a2,a3,…..,an)中探討若要排成每行、列或高的棋子個數均為奇數時s 的變化情形、解答分析並找出其排列方法,最後才推廣到長方形 Mm×n(s)、長方體Vn×n×k(a1,a2,a3,…..,ak)。並以上面研究結果為根據設計遊戲。

舞台上的光與葉─研究光合作用產物及碘液呈色的改良方法

由於參加學校校內科學博物館解說,其中有一單元為『光合作用』,使我們回想到一年級的生物實驗也有相關的研究─「植物光合作用產物」,實驗並沒有成功,詢問過其他班級、老師實驗的結果後,發現也同樣不盡理想,於是就在老師的建議下展開了一連串有關的研究探討及改良實驗。為避免酒精隔水加熱的危險性,本研究小組以『電茶壺』加上『安全開關』來代替加熱裝置,使用上非常便利、安全。本研究結果發現,校園植物材料的選擇以嫩葉、少毛狀物、葉片較柔軟、角質層薄之葉片,如大理花、向日葵;日照長度以六天為主,選擇可直接照光的葉片。另外為節省藥品用量及減少環境污染,建議碘液用量濃度為 10?15%的稀碘液即可。本研究小組也建議,以密封袋裝染色後之葉片,效果良好,更可使用二次染色延長十字的定性效果,以作為長期保存之用。

利用半錐角定義導出數位多元量測系統之研究

當我們完成加工工件,或加工過程要檢驗錐度、角度、垂直度等量測時,會 發現現有之量具有很多缺點,因而造成在量測方面有很多的困擾。如下︰ (一)單一功能︰ 如︰萬能量角器,只能量角度,且僅表達度、分、秒,碰到錐度、垂直度, 用長度關係表示者,即不適合使用。 (二)操作困難︰ \r 1 三次元量測除須死記操作程式外,還要製作固定基準面之夾具。 \r 2 用塊規、圓棒量測錐度時須計算(T=Δd/L)外,圓棒置放於塊規上,容易滾 動,不易量測。 \r \r 3.用正弦桿量測錐度,除須要計算外,還需要製作固定夾具,否則易滾動。 (三)笨重不易搬動或環境不適合︰ 如︰三次元及光學投影比較儀,由於機體笨重及現場環境,如溫度、濕度、 灰塵??等,不佳情況下並不適合在工作現場使用。 (四)無明確量測數據︰ \r 如︰直角規、角度塊規,只能作比較,用目視看透光程度,至於誤差多少, 則無法用明確數據表現出來。 \r 基於以上種種缺點或困擾,激發我們對錐度、角度、垂直度等,高精度、操 作簡便之多功能量測系統研究的興趣。 \r

探討如何自製便宜的耐強酸鹼實驗桌面

多數學生於實驗過程難免因不小心,而將試劑滴落於實驗桌面上,致造成桌面的損傷,尤其強酸、強鹼。目前大部分的學校為避免維修的困擾,通常選擇購買動輒超過十萬的耐強酸、鹼進口實驗桌面。這回本校即將購進的實驗桌桌面材料,廠商特別送來樣品,老師指導我們負責檢驗其抗酸鹼強度的效果,而引發我們想進一步探討如何自製經濟實用的耐強酸、鹼實驗桌面。

力與美的平衡

本研究主要以一個能夠讓酒瓶站起來的酒瓶架,找出它為什麼可以讓不同形狀的酒瓶站起來,以及酒瓶內液體的量不同,也不影響它的穩定性的原因。結果證明酒瓶架穩定性高的原因,是因為它的底面積大。當瓶內的液體量不同時,而酒瓶和酒瓶架的整體重心會調整,但只要落在底面積內,即可平衡站立。並且也在底面積內找到平衡支點,並以支點計算,滿足槓桿定律平衡的條件。本研究並發現到酒瓶架的設計,除了平衡的考量外,也考慮到視覺上的美感。酒瓶架底部和斜角穿孔均為 45。,可造成酒瓶以水平姿態站立。也可使酒瓶和酒瓶架形成的矩形外觀長寬比,接近黃金比例。接著進一步討論,如何以本研究的發現,設計出特殊造型的酒瓶架,及其他符合力與美的產物呢?

「竹筷槍」的研究、改良與推廣

將社會科、鄉土教材的民俗童玩項目,結合自然科「力」的單元,以「竹筷槍」為主題,展開橡皮筋對力的表現的探討。再將橡皮筋彈性的探討結果應用到「竹筷槍」的設計及改良,並進一步研究如何推廣「竹筷槍」的方法。