全國中小學科展

第44屆--民國93年

被吸住了?? ─電磁煞車機制探討

給予金屬圓盤初速度,記錄其在空轉下之煞車過程,可得空轉角加速度,此角加速度為慣性與摩擦力共同作用產生,於本實驗中為極小定值;再進行實驗通上磁場,使金屬圓盤產生渦電流,並配合磁場方向,依安培右手開掌定則,可得和運動方向相反之阻力,產生煞車角加速度,進而使金屬圓盤停止轉動;扣除空轉下即存有之角加速度,即為渦電流效應下產生之煞車作用。由公式推導加以實驗數據的映證,可得下列結論:一、煞車力矩正比於轉速二、煞車常數Kt 與金屬圓盤材質和結構有關三、煞車力矩與電磁鐵輸入電流平方成正比四、高導磁率金屬之煞車力矩與氣隙厚度平方乘積為一定值並根據討論和結論部分,加以探究電磁煞車未來應用與發展。

轉不轉不一樣

棒球投手的變化球有伯努利定律的曲球、下墜球、上飄球和卡門渦列的蝴蝶球,其差異就在轉與不轉;若轉的話,會因轉的方向不同而得不同的飛行效果。據了解,棒球曲球是繞著垂直於前進方向的軸旋轉,美式橄欖球繞著前進方向旋轉,全都像陀螺般旋轉,這三者旋轉作用是否相同?為何要旋轉?不轉會怎樣?旋轉球類與陀螺有何關連?為何陀螺旋轉後會站立不倒?有何特質?有沒有其他類似的現象?都很有趣,值得探討。

銅鋅協力—高能量鋅銅電池

鋅銅電池之標準氧化還原位為1.100伏特。過去已有很多研究,主要以改變離子濃度與改良鑑橋,提高鋅銅電池的輸出功率,但這些實驗設計的電池電壓都低於標準氧化還原電位。本實驗構思運用簡易的組織器材,從改變電解質濃度、使用不同的電解質、添加界面活性劑與鑑僑界面等因素,找出改良方法,提升電壓。並以實驗結果為改良依據,設計與組裝電池。本研究電池成品的電壓可超過1.5伏特,在不串連的情況下,可驅動有額定電壓之隨身聽最高達四小時以上,顯示成品具有高度實用性。

瘋不瘋?非常瘋!

本作品主要是從「立即瘋」遊戲的解題過程,突發奇想,試著設計全新的「立即瘋」遊戲。「立即瘋」原設計的木頭材料不容易處理,沒有拓展空間,所以「瘋不瘋?非常瘋!」改以智慧片取代。暸解原設計的解題後,自行以正八面體設計不同顏色變化和位置,加以比對、分析和檢驗。本作品主要結果如下:一、以電腦輔助有調理且有效率的解決原設計的「立即瘋」遊戲。二、重新設計不同顏色的新「立即瘋」遊戲,並確認只有唯一解。三、設計正八面體的「瘋不瘋?非常瘋!」遊戲,並確認只有唯一解。我應用了「顏色表格化分析」、「特殊排列組合設計」和「Excel函數分析」,有效及有效率的解決原「立即瘋」問題,並重新設計創造出全新的「瘋不瘋?非常瘋!」遊戲。

潘朵拉盒子裡的奧秘-環保顯微鏡的製作與研究

立可拍相機的發明,雖使人類更方便的捕捉畫面,但也因「用了即丟」的觀念和行為,無形中製造許多垃圾。在愛惜地球的心情下,收集各品牌的立可拍相機,研究他們鏡頭再利用的可能性。另外,我們也發現一種手電筒的燈泡,前方的小圓球,有聚光效果,運用光學原理,設計測量焦距的裝置,再依據牛頓光學公式,算出放大倍數,居然有約100 倍的效果,真不可思議。於是,我們利用上述兩種丟棄物品中所取出的凸透鏡,再加上生活中可用的回收物,製作出環保、實用的顯微鏡。進而配合自然課程中,觀察昆蟲、植物、微生物……等單元。與實驗室100 倍複式顯微鏡,對照觀察,呈現的畫面幾乎一致。我們的環保顯微鏡,操作簡便,希望能推廣給每位同學使用。

塘虱魚自然產卵繁殖和人工採卵蘩殖之研究

一、塘虱魚學名是(Clarias fuscus ,Lacepeds 1803 )在分類上,屬於鯰目(ordersiluriformes)塘虱魚科(Family Clariidae)。本校的塘虱魚為泰國種塘虱魚,其體形較大,飼養容易,食慾旺盛,食量大且兇猛。泰國塘虱魚生長迅速,養殖一年即可長成一台斤左右。二、塘虱魚是水產養殖科人工繁殖的重要實習課程之一,藉由此次實習的機會,研究發現採用自然產卵繁殖比人工採卵繁殖好。不但可提高受精率及孵化率,也可以減少種魚的折損,達到塘虱魚大量生產的目標,也可以當作塘虱魚繁殖技術的參考。

失重及任意重力下的靜電力測量

利用雷射與磁片的「對話」,測量微弱的靜電力,並進而找出失重及任意重力下(例如高山上或加速中的升降機內或月球、火星等其他星球上)的靜電力測量方法。更進一步,設計並製作「失重及任意重力下的靜電力測量器」。

談整數分組問題

我們的主題是「已知有1k、2k…mk(m?N且k?N),將這些數分成n 組,使每組的數字皆有 m /n 個,而且每組的數字和皆相等,試問應如何分法?」,研究重點放在k、n、 m之間的關係,希望對於1k、2k…mk來說,我們能很快求得到一組分法解。

揭開鹼性電池的神秘面紗?鋅銅鹼性伏打電池的探討

我們經常可以在電視上看到「勁量電池,耐力更持久,渾身是勁!」的廣告,讓我們很好奇鹼性電池真的會比乾電池更持久、電流更大、電壓更穩定呢? 因此本實驗大綱如下: 一、 探討乾電池與鹼性電池電壓、電流下降情形的差異。 二、 藉由拆解乾電池與鹼性電池,探討內部構造及材料的差異。 三、 針對鹼性電池與乾電池內部構造及材料差異,探討影響其電壓、電流大小變化的因素,主要項目有:(1)隔離層種類的探討(2)接觸面積大小的探討(3)不同電解質濃度、溫度及導電度的探討(4)惰性電極材料的探討。 四、 製作改良式的鋅銅鹼性伏打電池,內容主要項目有:(1)負極材料及添加物的改良與探討(2)負極電解質種類的探討(3)負極電解質濃度大小的探討(4)去極作用的探討(5)正極電解質濃度大小的探討(6)正極電解質吸附材料的探討(7)正極電解質添加物的探討(8)改良式的鋅銅鹼性伏打電池測試。 本實驗主要結論(一)如下:

”促抑”濃厚

高中生命科學的課程中,提到了植物激素對於植物各個部份的影響,原本只是書上的理論,偶然間發現一盆奇特的植物──落地生根,想了解植物生長過程中,是否存在不同濃度的植物激素,便開啟了此次實驗的工作。在經過種子消毒、製備萃取液等步驟後,將培養皿放入溫度、濕度一定且無光照的生長箱中,經過多天的生長後,將幼苗不同部位生長的情形分別紀錄下來,並以不同時期、不同濃度的落地生根萃取液對不同植物之不同部位產生的影響進行討論並歸納出哪一個時期的葉片萃取物影響種子萌發及幼苗生長最大。