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第49屆--民國98年

重力波速---不同重力下的波速探討

在國中自然第三冊第三章有關於波的傳遞速度的介紹,由內容得知:在地表的重力作用之下波的傳遞速度和介質本身的特性有關,因此我們思考一個問題:如果把骨牌與水波移到月球上,而月球上的重力只有地球的六分之一,波的傳遞速度會如何改變?因此開始這一次的研究。首先得到:在地表重力作用之下,骨牌間距越短能量傳遞的速度越慢,而水波越深能量傳遞速度越快。接著我們設計一部可以改變加速度的滑軌裝置,將骨牌及水波置於此裝置上,當改變不同的加速度時,我們可以得到:加速度越小,骨牌與水波的能量傳遞速度都會減少,而水波的振幅會變大。

翼手龍的飛舞

翼手龍是會飛行的巨大恐龍,擁有相當長的手指用來支撐身體皮翼,形成寬大的翅膀,產生飛行所需的浮升力。如同翼手龍需要擁有手指支撐的寬大翅膀,一架好的滑翔機必須具備浮升力大的翼面、適當的重心位置、堅固的機身和適當的側翼;但是這些因素都會互相影響,必須找到一個適合滑行的範圍。由滑翔機的「機身前緣折法」所改變的「機身長度」和「側翼高度」會影響滑翔機的「滑行姿態」和「滑行平穩度」,進而決定其滑行能力。我們利用風洞裝置製造平行流動的空氣,研究滑翔機體的浮力和浮升狀態,以利於驗證並預測滑翔機的實際滑行狀態。另外,我們將「機身長度」和「側翼高度」對自製滑翔機的滑行結果,設計整理成雙項細目表,方便依循此規則,折出具備滑行能力佳的「翼手龍」。

黑白配-紅姬緣椿象的孤雌生殖和不同種交配

本研究是針對紅姬緣椿象(Leptocorisabdominalis)的孤雌現象及異種交配做探究。在孤雌現象方面,紅姬緣椿象不用交配也會產卵,但是孵化率不高,孤雌生殖的雌椿象產的卵和經過交配的卵外觀和顏色上有明顯的差異;雌椿象會多次產卵,產卵數會隨著產卵次數增加下降;另外,我們以小紅姬緣椿象(Leptocoris augur)作為孤雌生殖的前置實驗,發現小紅姬緣椿象卵孵化率也不高,卵的外觀也和一般椿象產的卵有差異。在異種交配的研究結果發現,紅姬緣椿象不會主動和小紅姬緣椿象交配,兩種椿象強迫交配,會產卵,孵化率也不高。本研究更發現,紅姬緣椿象的雄椿象也會產卵,但是不會孵化。

無死角顯示器

由於傳統的汽車後視設備皆侷限於前門,但根據過去交通事故發生的統計資料顯示,因後門開啟不當導致肇事的比例遠高於前門。本研究基於此觀點乃研發一套實用的汽車監視防護設備,透過各種簡易電子零件的組合建構一套完整的汽車後門監視防護系統。透過實車測試,證明此設備的實用性與可行性,且能立即加裝至實車上造福廣大車主。

搭橋GO!GO!GO!

在上學期時,我們上到了簡易的槓桿單元,老師提及槓桿原理其實在日常生活中是隨處可見,而其中橋樑的搭建也是槓桿原理應用。但實際橋樑非常的巨大,要如何證明橋樑的搭建和槓桿原理相關呢?因此我們集合大家思考並從網路上查到了相關資料,所以我們決定用木材來製作簡易橋樑。並利用木條不同長、寬、厚及不同材質的界面介質來進行這些實驗,藉以找出利用5塊木板所能搭出的最長長度,藉由所得數據統整思考是否有規律性存在,並藉由木橋力矩的探討,算出我們堆疊的力矩,並探求橋樑堆疊長度和橋的力矩是否有關連性。

水黽的水上功夫

在不同水溶液中的表面張力,會不會因為某中原因而消失不,還是會變得更小呢?為了能夠了解以上所提出的疑問到底是如何?於是我們設計了以下一連串的實驗來加以印證:在不同(相同)水溶液與不同濃度(不同深度)的表面張力下,對相同(不相同)水黽的影響(或最重可乘載多少顆白芝麻)。

神奇的三角錐體

國中二年級的數學課程中,我們學習到 (a+b)2 = a2+2ab+b2,如果次方依序增加,即(a+b)3、(a+b)4、(a+b)5..老師教導我們可以利用巴斯卡三角形的方法求解二項式各次方乘積的結果。那麼(a+b+c)2、(a+b+c)3、(a+b+c)4三項展開式會如何呢?又(a+b+c+d)2、(a+b+c+d)3、(a+b+c+d)4四項展開式會有什麼規律麼? 這就是我們這次想要探索的目標。

蚊所未聞

白腹叢蚊 (Armigeres subalbtus)於圓柱壓克力管的測試中,將測試物置於Ⅳ區,計算30 分鐘後Ⅰ區中白腹叢蚊的分布百分比為吸引率,Ⅳ區中白腹叢蚊的分布百分比為逃避率,並以空管實驗的35%為基準點進行實驗,結果可發現對白腹叢蚊具吸引效果的測試項目,依序排列為:乾冰>橙光>中光度(500 lux)>高光度(1300 lux)下黑暗,對白腹叢蚊具排斥效果的測試項目,依序排列為防蚊液>橘皮>蚊香>超音波>驅蚊燈泡>電磁波>高溫>燃燒茶葉>氧氣。

「滾蛟龍的反噬」─模糊方法對土石流發生之探討

台灣由於地形陡峭,地質條件脆弱,加上地處亞熱帶,每年颱風豪雨帶來豐沛的雨量,往往造成許多地區發生土石流災害,對人民的生命財產造成莫大損失。本文針對民國74~93年台灣發生的土石流事件,利用模糊原理與方法,撰寫程式進行模擬演算,發現影響土石流最主要的因子為總降雨量、地形坡度、集水區面積、開墾面積比、以及上游高程;其中又以總降雨量之影響最大。再配合模糊綜合評判法,即可設定在不同之降雨、地形條件下,模擬出發生土石流之危險等級,也可進一步反推出造成土石流發生之警戒降雨量,可作為土石流未發生前之參考依據。

壓克力變身水

目前坊間把毀損廢棄的壓克力板再利用方式是以高溫(235℃-245℃)熔融後再製,但這方法須耗費更多的能源,我們想找出其他方法可以讓廢棄的壓克力變成更有價值的東西。經我們的研究結果發現,用簡便且低成本的方式-酒精可以溶解壓克力。更可利用加溫的酒精把毀損的壓克力板製作出具奈米材料特性的壓克力海綿,這可應用於醫療與化妝品方面。也可以把毀損的壓克力板製成高分子薄膜,以應用在氣體分離、滲透蒸發、醫療等領域。本實驗中在沒有精密儀器支援下,以自製的方格透明片來計數薄膜孔洞所佔的百分比,比對前後實驗結果,仍可得到合理的結果。本研究結果值得提供給專業的高分子材料專家學者參考運用,以提高廢棄壓克力的再利用價值。