全國中小學科展

第49屆--民國98年

棋形怪狀

班上同學總是喜歡一起下棋的感覺,其中又以五子棋最吸引我們,我們也發現當某方先達到三子連線或是四子連線的時候,最後都常常會是勝利的一方。為了分析研究出各種能先完成三子連線的下法,我們將五子棋的棋盤縮小為3X3 與4X4的大小以方便討論,並歸納出「活二連線」、「雙死二連線」等棋子的分佈是3X3 棋盤獲勝的條件,而在4X4 當中,亦發現了許多想要獲勝所需要的條件。有了這些基礎,在往後與同學的對奕之中,更多了許多自信與樂趣,值得一提的,當我們在方格紙上分析畫圖的過程中,也發現獲勝棋子分佈所形成的有趣圖案呢!

月球本影運動如何影響日食現象

地球自轉角速率大於月球公轉角速率,易使人認為月球本影在地表是由東向西運動。事實上,月球本影在地表是由西向東運動,而且月球本影在地表的線速率大於地球自轉的切線速率甚多。本研究以天體運動原理建構月球本影在地表之線速率的「簡易關係式」,並以NASA的資料驗證。研究發現:建構的「簡易關係式」能推算月球本影的地表線速率和地球自轉切線速率的關係,和NASA的數據比較,符合度達94.76﹪。此關係式具簡易、準確的特性,可解釋發生最大日全食時,月球本影的地表線速率大於地球自轉的切線速率;和月球本影由西至東穿越地表,以及月球由西至東掩蓋太陽之原因。

你從哪裡來--探究聲音的傳播與影響

聲音是能量的一種形式,在我們生活的環境裡它雖然無影無形卻又無所不在。我們將藉由實驗來探究聲音的特性,利用等分貝線圖來察覺校園內聲音的動向,透過模擬來了解聲音的吸收。

揭開冷龍及油炸鬼的秘密

日常生活中隱藏著許多科學原理;如西遊記中孫悟空所請的「冷龍」及中國大陸法師騙人的把戲「熱油洗手」和「油炸鬼」。利用回鍋油與沸點小的溶液共熱,沸點低的底層所吸收的熱量先用本身的擾動和對流,再傳遞給油體,使得油溫並未立即上升。加入碳酸氫鈉遇熱或遇酸則會產生二氧化碳氣泡導致油體擾動,此時的油溫遠低於沸騰時溫度。而且碳酸氫鈉粉末和油共熱會有皂化反應並產生上浮的肥皂。研究發現: 一、會產生二種不同程度的擾動;第一階段為杯底氣泡開始上升至液面且油體溫 度低上。第二階段則是整杯液體全面擾動油溫高。 二、醋酸的濃度低於10%會使第一階段的平均溫度低於60℃。 三、加入的水量和醋酸量所測得擾動溫度差距不大。 四、松香水易揮發比重較油小,難以影響回鍋油的擾動。 五、事先添加碳酸氫鈉粉末於鍋底是最安全的方式,加熱或加入少許醋酸,會因二氧化碳的產生讓油體擾動,此時油溫均小於60℃。

電扶梯安全裝置

現在市面上的電扶梯並不安全,雖然有裝設安全裝置,但是卻不能達到安全的效果,所以我們使用了單晶片EM78M447BP 還使用了Visualbasic 6.0 搭配了8255 I/O 介面卡來控制整個電扶梯的運行,也在上方裝設監視器,以監控整個電扶梯的運行,有兩種控制方式,第一種是由感測器進行掃描,而另一種是切換成電腦由管理員控制,這樣就可以達到安全的效果了。

[爆][爆]王-探討日日春花粉爆裂之原因

本實驗除了探討日日春花粉在滲透壓下的爆裂率之外,是否也有可能是其他因素造成其爆裂率提高或下降。本實驗以日日春作為觀察對象,並觀察日日春花粉在各種條件下之變化。實驗結果顯示〈一〉花粉的爆裂率在酸性中高於鹼性〈二〉添加外源鈣離子可以保護日日春花粉使其爆裂率大幅下降〈三〉日日春花粉在EGTA(鈣離子螯合劑)的處理下爆裂率下降〈四〉日日春花粉在EDTA(二價陽離子螯合劑)的處理下爆裂率隨著濃度上升而下降〈五〉在酸性環境下添加外源鈣離子可有效降低日日春花粉之爆裂率〈六〉外加鎂離子對於日日春花粉爆裂率影響並不顯著 〈七〉氯離子對於日日春花粉之爆裂率有增加的趨勢〈八〉日日春花粉在Verapamil(鈣離子通道阻截劑)處理下爆裂率隨濃度上升而下降 。

壞菌都殺光,越冷越抗氧

本研究係以冷泉菌水解鯖魚蒸煮液,可由食品工廠排放廢水中開發一種高價值與高功能的健康食品來源為研究主題。結果顯示,冷泉菌發酵10~30分鐘,可以顯著地降低鯖魚蒸煮液的揮發性鹽基態氮由135 降至99 mg%,添加30 g 冷泉菌於魚肉水解液中,即可抑制金黃色葡萄球菌的生長,而此水解液並不會影響腸內大腸桿菌的生長,添加冷泉菌40-50g 之水解液,凍乾後的總色差與市售奶粉並無明顯差異,鯖魚肉蒸煮液的去除DPPH 能力可達92.26%。冷泉菌的添加並不會降低其高去除能力。添加40 g 冷泉菌對亞鐵離子能力的去除效果最好,殘留率31.29%。添加冷泉菌40 g 組的鯖魚肉蒸煮水解液,其亞麻油酸過氧化物降低的能力,高達98.20%。本研究之成果可以提高魚肉罐頭業者回收蒸煮廢液意願,減少對環境的影響。

酷酷掃~掃把的奧秘初探

本實驗的主要目的是想初步瞭解生活中常見的清潔工具-掃把-的特性。首先普查六年6班全體同學們的身高與握掃把的高度之間的關聯性,以及掃地角度的特點,發現身高與握掃把的高度之間存在著固定比值的關係,且女生的掃地角度普遍地比男生大。於是更進一步去探討掃把握的高度、掃把毛的材質、掃地的物質以及掃地角度與清潔效果之間是否有關聯性。結果發現掃把握的高度、掃把毛的材質、掃地的物質的確會影響清潔效果,而慣用的掃地角度不見得會使清潔效果變好。經由這個實驗,我們初步瞭解掃把的相關特性,最後也針對一些實驗中不足的地方提出了建議。

輪子的轉動行進探討

為了深入的探討輪子轉動,我們將光碟插入水管設計成「光碟輪」;並設計可調整傾斜角度的「發射架」,可改變力矩的「動能裝置」,組合成「光碟輪動能系統」,分析「光碟輪」轉動的現象。我們發現棉線向前纏,光碟輪會先向後轉動,再向前進動轉彎;驗證了繩子位移大小、施力大小會影響輪子動能,輪子動能越大,轉速會較快、越慢停止、路徑較直、繞的圈圈較大較多;輪子傾斜角越大、斜坡傾斜角度越大、施力偏移角度越大,光碟輪的轉彎角度越大;輪子越輕、軸越短或間隔越近,轉速越快;大光碟輪比小光碟輪直線速度快很多,應是轉速、半徑共同影響造成的。最後,我們利用研究結果,設計了光碟輪的爬坡、轉彎、保齡球、距離賽等遊戲。

甩掉地球的油污 -- 機油汙染之復育

機油一直是環境中常見且難以解決的污染問題之一。為了尋找是否有方法能加快清除機油污染,我們搜集數種坊間傳說具有去油污能力的天然物,先將其浸泡於機油中作前處理,再加入自機油污染處分離出具分解機油能力之土壤菌(分別為Gordoniaspp.及Ochrobactrum spp.),藉由測量菌液的O.D 值以推測機油分解菌分解機油的效率。實驗結果顯示,經黃豆渣處理的機油,能使機油分解菌在相同時間內大量繁殖,提高機油分解的速率。另外,我們將分解後的機油淋在剛萌芽的綠豆上,與未經分解的機油比較,發現分解後的機油能降低對綠豆的毒性。因此我們認為在生物復育的過程中,可以先將黃豆渣灑於機油污染處,再加入機油分解菌,以縮短復育的時間並提高分解效率。