全國中小學科展

第48屆--民國97年

水問

一、藉各種因素來調整水流穩定度,諸如:水量大小、水的流速、加上密緻度不同的濾網……等,並探討各種因素與其的正向關係,以達到控制穩流的效果,採用水流斷點長度作為穩定與否的依據,且深究因素對穩流作用的原因二、主要探討不同濾網孔徑與密度對穩定水流的影響。

利用回復路徑追蹤費馬點

一、本研究先證出:(一)、n邊形的費馬點即本文所稱n孔系統的平衡中心。(二)、n邊形(3n?)的費馬點唯一。二、利用GSP軟體,以物理方法我們研究出「回復路徑逼近法」,利用此法可求得任意多邊形的費馬點。三、以數學方法導出2n=的真正回復路徑方程式,接著證出等距線與回復路徑所在的方程式,其圖形為共焦點的橢圓與雙曲線,並形成「正交曲線」。四、對於n3?,我們猜測等距線α與回復路徑β為「正交曲線」,並以「等距線逼近法」作出的圖形驗證得證之。五、因此,理論上要求得n孔系統的回復路徑方程式,只要先寫出等距線方程式,並利用其為「正交」關係即可得。最後,只要作出兩條回復路徑之圖形,由其交點可得此n邊形的費馬點。

節能建築之水冷散熱系統設計與改進

本研究的動機是來自於利用日夜溫差的現象,在夜間儲存冷卻水體,而於日間將低溫水\r 送入建築結構裏的冷卻管路中,降低來自天花板和牆面的輻射熱。\r 本研究的目的在於設計具備簡易溫度控制之水冷散熱系統,用於降低建築物的溫度。採\r 用內含冷卻管之1:10 比例的鋼筋混凝土(RC)結構房屋模型,模擬建築物外部和內部受熱後的\r 各牆面溫度變化情況,並探討不同冷卻管路配置和冷卻劑的冷卻效果。\r 本研究主要的結論:(一)、視不同房間之需要,於各個受熱的地方,彈性配置冷卻管路,\r 可以主動移除特定位置之熱量。(二)、含冷卻管之懸吊式鋁製天花板,可以有效阻隔並移除來\r 自屋外和屋內的熱量。(三)、本研究之構想對能節能建築之設計,具有可行性和參考價值。

往內往外傻傻分不清楚-百合雌蕊柱頭的負向地性

我們觀察到於花店買到的園藝種百合花柱頭具有「負向地性」,與百合花所受的地球引力\r 的方向剛好相反:但雄蕊無負向地性。百合雌蕊柱頭負向地性的因素會因為「雄蕊花藥」存\r 在而影響,負向地性持續的時間只佔整個花期的一部份。改變百合所面臨的重力場方向,亦\r 會改變百合雌蕊柱頭的澱粉粒分佈。因此雌蕊柱頭內薄壁細胞的「澱粉粒分佈」可能與百合\r 柱頭具有「負向地性」可能有關。百合柱頭具有「負向地性」與百合授粉的生殖行為有關。

田溝仔發電機

利用報廢的光碟機,拆下內部的徑向馬達做為發電機,並善用輪軸及齒輪傳動原理設計\r 齒輪比1:216 的變速箱,加速發電機轉動。以橋式整流器控制電流方線,並以220uF 及2200uF\r 的電容儲存電壓,設計發電效果最佳的發電機組。由9 片扇葉及腳踏車車輪組成攻角40 度的\r 水輪機,有較佳的拉力及轉速。結合發電機組及水輪機組成田溝仔發電機,利用校園源源不\r 絕的灌溉水溝來發電,能使18 個LED 燈持續發光,可用來照明。將改良版發電機組裝在腳\r 踏車上,可為夜間騎車的人提供照明,增加夜間騎車的安全性。

揭曉謎樣般的魔術六芒星

1.先算出所有數的和及每邊的和2.找出所有可能性3.將無法成立的刪去4.從剩餘解中找出規律5.利用規律找出速解法。

懶人浮標

「科技始終來自於人性」一句耳熟的廣告詞,人們為了生活的方便而快速的發展科技,但地球環境卻付出了嚴重的代價,藉著本次的科學展覽,目標是製作出一個理想的發電裝置。本實驗決定以電磁感應為原理來製作模型,再透過種種討論畫出微型化的設計圖。針對線圈數、軸心、場磁鐵等實驗變因對感應電流的影響,找出最佳值作為本實驗的模型基礎,再應用於浮標,有效利用發電裝置所產生的電能使浮標上的LED燈亮起,做為警示用途。使用替代性能源是最近流行的議題,進行這個實驗時,正是地球暖化危機籠罩的時候,使用浮力發電是全無污染的發電方式,不會產生二氧化碳或其他溫室氣體,最後,將發電裝置、蓄電池、LED燈等串聯以立體模型呈現。

螢光乍現的真相探索

本實驗利用 CD 片、光感測器與數位相機自製一個簡易的螢光測定裝置,針對光敏靈系統及各種螢光棒進行發光探討,除了進行各反應物濃度變因的研究外,更深一層地測量螢光波長及強度變化、拍攝螢光繞射條紋,並探討添加染料(螢光黃、薔薇紅)、非水溶劑(醇類、胺類、丙酮及DMSO)、雙氧水催化劑(鉛、銅、錳氧化物及鐵離子)及以其他Fe\r 鹽錯合物(黃血鹽、Na3Fe(C2O4)3、NaFe(EDTA))等代替赤血鹽對光敏靈發光現象的影響,最後我們透過各種離子溶液的呈色檢測發現赤血鹽離子[Fe(CN)63 -]在發光系統中會轉變成二價的黃血鹽離子 [Fe(CN)6]4 -,既作氧化劑也作催化劑,更是光敏靈發出螢光反應的關鍵物質。

謎樣寒天

本次實驗的主題是有關「寒天」性質的測定,想了解寒天是否真有─包覆油脂、幫助體\r 內環保的功效。另外同樣是海藻抽出物的「洋菜」,它的特性與寒天非常相近,二者差別又\r 在哪裡。基於此,設計了一連串實驗,探討它們的成分是否相同?不同的添加物對凝結效果\r 的影響?在不同溫度下是否能凝結?能包覆油脂?其他膠質添加物是否也有此效果?\r 實驗中發現各種膠質添加物的吸水能力不同,故以市售布丁的高度為標準,製作出高度\r 相近的凝膠凍,以利實驗進行。

「橋」遍全世界

橋樑功用在於接續兩地空間。本次探討橋樑力學並分析各橋樑特性:樑橋可隨地形彎曲、建造容易,故適作為長路徑陸橋,其橋墩須承受橋面的載重,故橋面易變形、斷裂、吊橋纜索屬弦垂型,受力成弧線、安全性低,但易於山谷架設,為增加安全性可採直線型鋼纜並將底索張力大於主索、斜張橋、拱橋相較於吊橋、斜張橋,其結構可減輕橋墩受力,故適用於鬆軟地基,斜張橋其纜索可減少橋墩受力,且建造成本低,故適用於長跨程的橋樑、拱橋受力時可使切塊更加緊密,故適用於土質鬆軟、不易維修區域(如峽谷),但因所負載的重量易傳至兩側,故需架設墩台於拱橋兩端以承受拱橋的水平推力,增加其最大載重量與耐用性可採圓形設並將纜索和拱橋結合(如下圖)。