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第43屆--民國92年

神奇的大力士─曲桿爬梯車與槓桿原理的探討

根據民國八十三年以殘障類別言,臺閩地區 311,730 位殘障人口中,以肢體殘障者149,372 人(其中四肢障礙者 143,525 人,軀幹障礙者5,847人)占 47.92 %最高。我們學校小陳叔叔正是一位腳部不良於行的殘障人士,他上一般的樓梯時,非常不方便。於是,我們靈機一動,便想到要做一種可以爬樓梯的機器幫助小陳先生,讓小陳先生日後不會再視樓梯為無法跨越的障礙。我們試驗多種車子爬梯,最後決定採用曲桿的結構以帶動六輪爬梯,並自製活動梯試車,研究的重點包括:曲桿動力來源、齒輪數與扭力、活動階梯與坡度、車輪紋路與摩擦力、第二、三種槓桿原理的應用探討、利用零污染的太陽能與馬達,製造電能產生機械能,靠著後輪的穩定性和後作用力推動前方車體使車子爬上樓梯或在崎嶇不平的路況上行進。為了要環保與節能,曲桿爬梯車的拼裝,採用廢棄玩具材料,及太陽能板,並且成功的爬上階梯,也讓我們瞭解到曲桿六輪爬梯車的物理現象及貢獻人類的功能。

看!植物也有方向感~探討光線對植物生長的影響

本研究以綠豆為材料,透過植物生長的觀察與紀錄,了解子葉數量(一枚或兩枚)對植株生長的影響;種子發芽前後,子葉內成分的變化;光線對植株莖頂及根部生長方向的影響;不同色光對植物生長的影響。結果發現:子葉可提供植株生長所需的養分,子葉數減少時,植株生長也會受阻。將未發芽的子葉磨碎,加入碘液後呈藍黑色,發芽中的子葉磨碎後,加入本氏液加熱後,會呈綠色,表示子葉內的成分原是澱粉,當綠豆發芽時,會將澱粉轉為葡萄糖,以供植物生長。植物的莖頂會趨向光源方向生長,代表植物的莖頂會有向光性;植物的根部會趨向有地心引力的地方生長,代表根部有向地性。以不同色光照射植物,結果發現植物在紅光下生長的速率最好;不同色光對植物向性的影響中,以紅光為基準的情形下,發現植物都會偏離紅光。

吃蔬菜,不吃農藥

在這個研究當中,我們要探討在日常生活中所吃的蔬菜是否有農藥殘留?農藥殘留量高不高?接下來我們要找出去除農藥最有效的方法。另外,我們也想了解有機蔬菜是否真的沒有農藥殘留。實驗結果發現,我們在市面上購買的蔬菜大部份都有農藥殘留,但是都在安全的範圍之內。在傳統市場購買的蔬菜,全部都有農藥殘留,其中以花果菜類所含的農藥殘留量最高,再來是根莖菜類,最少的是葉菜類。在超級市場所購買的蔬菜農藥殘留量比傳統市場的要低很多,但是比較不新鮮。在去除農藥的方法當中,我們發現以清水清洗蔬菜最為有效,並且洗愈多次,蔬菜的農藥殘留量愈低。在有機蔬菜方面,我們發現有機蔬菜的農藥殘留量都很低,但是除了葉菜類的蔬菜沒有測出農藥殘留之外,其餘仍然都有農藥殘留。

大家一起來比色—比色法實驗器材的創新及改良

●目測比色法所求得的數據誤差率大,因此利用自製的器材(光敏電阻),測定Fe3+ + SCN - FeSCN2+ 的平衡常數。 ●確定以自製器材改良比色實驗的可行性 ● 用不同濃度的溶液搭配本實驗 ● 溫度對本實驗有顯著的影響 ● 改變比色法的光源,研究其結果 ● 本實驗有重現性,器材具有量產的價值

電磁列車新幹線

在自然課中我們學到電磁鐵的原理,瞭解線圈通電會產生磁力,於是我們開始改裝電磁鐵,經由改變不同直徑、不同繞圈數的鐵罐、不同材質的罐子,找出電磁線圈最強磁力的結構。其次我們再來研究電磁列車為什麼不能前進的原因,原因是電力太小?磁場的問題?或者是其他的原因?依據所觀察到的現象,大膽假設小心求證,然後依據失敗的原因,我們建立了鐵罐線圈內部的磁場模型,依照這個模型,我們知道了火車不能前進的原因,我們試了幾種方法去克服那些困難,在大家努力之下,終於建立了火車前進與後退的模型,再經由開關的切換,終於使火車能前進後退了。還有一個問題就是火車計時的問題,我們研究碼錶的計時結構,做出碼錶計時電路。最後,鐵罐線圈的種類、各種車廂的外型都可能與火車速度有關係,我們製作了圓桶形線圈、錐形線圈及幾種車廂外型,去研究哪一種車廂外形是最棒最快的。

小小晶球真奇妙!

我們利用兩種食品添加物-海藻酸鈉及明膠來模擬晶球在人體中的變化過程,以解開晶球在人體之謎。研究結果發現,此兩種材質濃度太高或太低會無法成球形,因此,海藻酸鈉膠球濃度須以1%、3%及5%;明膠膠球濃度則以25%、30%及40%,讓其在不同的酸鹼值環境下,進行測試實驗。而這些材質及濃度之下,呈現出較符合人體模擬條件的是海藻酸鈉膠球濃度3%及明膠濃度40%,因此,我們選此兩種材質及濃度度來進行模擬人體生理狀態之實驗,實驗結果顯示,明膠膠球由於會受限於溫度的影響,無法達到我們的要求,而海藻酸鈉膠球的實驗結果則較接近光泉晶球。因此,我們成功地模擬了晶球在人體中可能的變化狀況,讓我們知道晶球對於優酪乳中的益菌,真的發揮了相當大的保護作用哦!

廚房實驗室遇見DNA

本研究的目的在探討數種水果分解?,對萃取洋蔥 DNA 的影響,想了解在什麼情況下,哪一種水果分解?的反應最快。研究結果發現:實驗所選水果都含分解?,以火龍果汁分解?反應最快。沒有加火龍果汁分解?的洋蔥溶液,加入酒精後一樣會分層出像 DNA 的白色棉絮團狀物,但分層時間長,超過 15 分鐘以上;而加入火龍果汁後,反應時間明顯會增快,快至 30 到 40 秒內完成,可知火龍果汁分解?有催化作用。在火龍果汁的量方面,由 0%逐步加到 20%時,以 10%反應時間就達到極限,再增加單位果汁量並沒有顯著差異。在不同溫度的火龍果汁方面,除了常溫(22.5℃)外,冷凍(-10℃)、冷藏(4.2℃)和加溫(42.9℃)反應時間都變慢,這是因為每一種?都有一個反應最佳的溫度,溫度太低,?的活性會降低,溫度太高?可能會變性失去催化作用。本研究用的火龍果分解?在常溫下的反應最快。更進一步的研究發現,以最不易被萃取 DNA 的鳳梨當分解?,萃取火龍果種子的 DNA 時,可以萃取到較純又多的火龍果 DNA。

百香果捲鬚向觸性之探討

此作品主要探討方向為:一、百香果的自捲捲鬚和有接觸物而纏繞的捲鬚之比較;二、百香果捲鬚向觸性和接觸點的關係;三、百香果捲鬚向觸性和捲曲物粗細的關係。而以上之三點在參考資料中或者以往科展的資料中均無詳細的研究,因此我們的實驗比較創新且富有挑戰性,所以,如有不完善之處,請多多指教。

明礬抑制鐵生鏽原因之探討

我們在無意中的觀察發現明礬能抑制鐵生鏽,於是我們更進一步去觀察鐵片在相同濃度不同鹽類溶液中的生鏽的情形,接著觀察鐵片在不同濃度不同鹽類溶液中生鏽的狀況,發現含鋁離子溶液不易生鏽。我們觀察明礬溶液中鐵生鏽的情形發現,明礬在特定低濃度(0.005M~0.0005M)時有較好的防鏽蝕效果,於是我們進一步探究其原因。經由鋁離子在會使鐵生鏽的食鹽溶液中對鐵生鏽的防護情形,利用鋁試劑、X 光晶體繞射以及紅外線光譜儀檢驗鐵上的薄膜物質,確定其為氫氧化鋁,再用解剖顯微鏡觀察鐵上薄膜附著的情形知,明礬水溶液確實有抑制鐵生鏽的效果,其機制為鐵腐蝕產生二價亞鐵離子溶出後,在鐵的表面會形成緻密的氫氧化鋁保護膜,而且鋁離子濃度在 0.005M~0.0005M 時效果最卓越。

假酒現形─以呈色法檢驗假酒

本實驗是因為學生對於課本中--紫色高麗菜汁可以用來檢驗水溶液的酸鹼度,發現用顏色檢驗檢水溶液的酸鹼性是一個快速又有效的方法。所以想利用這種原理,找出一種遇到假酒就會變色的檢驗液。利用三種調配的溶液放入酒中以偵測是否含有甲醇(含有者為假酒),本實驗分成四個小實驗,一、實驗酒中的各類成分是否會變色與對甲醇的變色情形。結果發現檢驗液只對甲醇會呈現紫色。二、實驗酒中能使檢驗液呈紫色的甲醇含量的最低百分比(%)。結果發現只要微量的甲醇就會變色。三、檢驗市售酒類的呈色情形,發現市售的酒類正常下是不呈紫色 。四、檢驗市售酒類加上0.1%甲醇(國家甲醇含量標準0.1%以下)的呈色情形。結果發現假若加上0.1%的甲醇一定會使檢驗液成紫色。以上述四個實驗的結果得知,檢驗液的確可作為假酒的檢測液。