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第50屆--民國99年

碰!水流不只是流動-水流噴射實驗

倒水時,常可看到水不平穩的流出,並出現了類似旋轉的現象,同時有一些看似「聚縮」的點。我們想知道這種現象的成因。首先,我們驗證水是否在轉動,而發現旋轉現象並不存在。接著,我們發現聚縮點出現之鉛直高度在同截面下固定,故此現象很可能具週期性。我們拍攝下水珠的振盪而證實水具有因表面張力造成的自然振盪週期。我們接著研究影響振盪產生的因素:恢復力以及慣性。我們改變慣性來觀察在不同面質量下,振盪產生的時間和質量的關係,發現振盪產生的時間和開口面積的平方根成正比。為了驗證此現象和恢復力有關,我們使用1:1水和甘油混合液重覆前一個實驗,發現聚縮的時間有所改變。我們證實這個現象是一個由表面張力造成的收縮振盪。

腔體共振之探討

本實驗用音頻分析軟體測定容器共振頻率,探討各變因對腔體共振的影響。同時,我們將探討不同形狀容器所符合的共振理論(駐波理論、腔體共振理論),並對現有理論進行修正。

礁澳仁深-不同的水對麵包香氣及微生物生長之影響

本研究在探討不同的水處理酵母菌後,對製備麵包品質之影響,結果顯示利用28.5℃,濕度75﹪的發酵箱中進行發黴試驗,含鹽量較高的海洋深層水有延緩黴菌生長速度,但無法抑制其生長。另製成之麵包經物性測定儀及GC檢測後,17﹪海洋深層水中礦物質含量較高對酵母菌的生長有影響,在彈性表現最不佳,對麵包製作較為不利。稀釋海洋深層水5.6具有最佳的彈性、香氣、軟硬度、嗜好性及官能品評最佳,第二是蘇澳冷泉水,第三是仁澤溫泉水。食品中毒菌試驗部分,發現海洋深層水對大腸桿菌(Escherichia coli)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)與腸炎弧菌(Vibrio paraheamolyticus)三種食物中毒菌都有抑制或降低生長速率情形,仁澤溫泉水對大腸桿菌(E.coli)及金黃色葡萄球菌(S. aureus)都有抑制的效果。

環保蛋殼紙

本研究利用廚房廢棄物~蛋殼~的碳酸鈣成分做為蛋殼紙製作之主要原料,使用研砵工具研磨取得所需的蛋殼粉,並且一一秤重算出一顆蛋殼的碳酸鈣重量,再經由實驗探討製作蛋殼紙的最佳方法,結果找出白膠是最適合製作蛋殼紙薄膜的材料,並且以三明治夾層方法操作蛋殼紙的製作流程,再以不同種類的筆進行蛋殼紙書寫及防水的相關測試,最後利用製成的蛋殼紙做成小書、靜思語小卡、獎狀和立體紙花的生活應用。

關燈遊戲

一、遊戲規則 (一)規則一:下圖中每一個方框都是一個房間,每個房間亮暗雜然無序,現在有位管理員欲將所有的房間燈關掉,但每次改變一個開關,相鄰兩個房間的開關也會跟著改變,目的是將所有房間的燈關掉。(圖中黃色區域代表燈亮著,無色代表燈暗著) (二)規則二:遊戲規則類似第一種規則,但此時若改變某個房間的開關,則只有相鄰的燈泡亮暗會改變,而本身的亮暗不變,目的同樣是將所有亮著的燈泡全部關掉。

混不混有關係!-用混合自製天然指示劑來精細檢測酸鹼值的探討

老師要我們自製指示劑時,有人煮十幾分鐘,有人用熱水浸泡個一、二小時,又燙又花時間,於是我們想透過實驗找到最佳的時間點,使大家省時又省力。此外熱水的高溫,常讓我們心驚膽顫,深怕一個不小心就被燙到,如果自製指示劑也能像茶葉用「冷泡」的泡出色來,不是更安全更節省能源嗎?最後我們驚喜的發現「紫色高麗菜」的確是冷熱皆宜,而且只要花費10分鐘,難怪教科書都愛用它來製作指示劑。我們還發現用單一材料自製而成的天然指示劑,不像廣用指示劑呈現紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫,可分辨出不同的酸鹼值,因此我們更進一步的將課本中提到的材料互相「混搭」,竟然能製作出更好,更精細的酸鹼指示劑,可以清楚分辨pH1.0~12.0(如封面圖),真是讓我們興奮不已!

穿梭中的線條-揭開魯伯特淚滴的奧秘

這是一個令人驚豔的科學探索之旅!連名字-「魯伯特王子的水滴」、「荷蘭的淚滴」-都含帶著詩意。無意間從書上得到的靈感,激起我們對燒玻璃的熱情,絕對不是"玩火",事實上非常安全!紅熱的玻璃突然接觸冷水,九成九一定碎裂!但"水滴玻璃"是在高溫熔融下滴入水中形成,敲擊"頭部"堅硬異常,可是只要"輕輕"折斷"尾部",瞬間會爆裂開變成粉末。嘗試以家用噴燈取代昂貴的熔爐,即使初開始有著極高的失敗率,但現在大家可以複製我們的驚奇!深入探討在偏光下呈現的光彈性效應、連拍落入水中的一刻所進行"甩尾"、"拉絲"、"爆裂過程"以及形成"氣泡"之謎,提出說明為何在水中生成的條件較為嚴苛。最後,請您立刻DIY!Trust me,You can make it.

甜蜜的秘密-探討網球甜蜜點和避震器的神秘關係

上網球課的時候,教練告訴我們,網球拍上有一個「甜蜜點」(Sweet Spot),只要擊球點落在這個神秘的區域內,打起球來「事半功倍」,不僅擊出去的球力量較大、速度較快,而且揮拍的人在球拍握把上幾乎感覺不到震動;相對的,如果擊球點離「甜蜜點」太遠,打起球來不但「事倍功半」,擊出去的球又弱又慢,揮拍的人更可能因為常常要吸收球拍傳來的震動,而得到網球運動傷害。本研究藉由測量網球拍在不同位置擊球時所承受的震動,來找出網球拍上的「甜蜜點」,同時利用這項技術來探討裝不裝避震器和「甜蜜點」位置有無關聯,並比較不同設計的避震器,他們的避震效果有何差異。

廢輪胎擋土牆在工程上之研究

我國每年約產生13萬噸廢輪胎,經年累月堆置於掩埋場、回收場及棄置於空地或山谷,可能高達百萬噸,不僅造成掩埋場負擔,環境衛生(如蚊、蟲鼠類滋生)嚴重破壞,並引發公共安全(如堆置廢輪胎引發火災)。為解決廢輪胎造成日益嚴重之環境及公安問題,產、官、學、各方面皆思考如何使廢輪胎再生或再利用,如輪胎翻新,做為燃料、防波體、公路防撞護欄及路堤等,其中以土木工程中之邊坡工程所消耗量最大。 本文首先對擋土牆種類介紹並進行廢輪胎擋土牆穩定分析,利用STABL6軟體進行穩定分析並做廢輪胎擋土牆之模型且透過成功案例進行驗證及對混凝土擋土牆及廢輪胎擋土牆進行合理經濟分析,以期對廢輪胎擋土牆在工程上之應用有更深一層的瞭解,進而提供未來設計廢輪胎擋土牆之參考。

神奇的金紙灰

本實驗主要是探討如何製作有效的防火塗料,使其達到環保又省錢的利用。 我們利用拜拜後燃燒剩下的金紙灰燼,來當作防火塗料的主材料並使用不同的黏著劑〈例如:膠水和白膠〉與金紙灰燼混合,塗在實驗用的冰棒棍上。經由設計九組不同的實驗,我們發現到純粹的冰棒棍在酒精燈上燃燒,平均約8秒即起火燃燒;若在冰棒棍表面塗上金紙灰燼加上各種不同的黏著劑所製成之防火塗料,其起火燃燒的時間均有明顯的延後。實驗結果也顯示不同的先後順序之塗料塗抹製程,其防火效果,也會有明顯的差異。 我們為求能獲得更佳的防火塗料,選用學校實驗室中的碳酸鈣及碳酸氫鈉藥品作為第二主材料,將藥品混合金紙灰燼與黏著劑作為防火塗料,使用碳酸鈣藥品的實驗結果顯示防火功效並不如膠水加上金紙灰燼來得好;而且意外發現使用碳酸氫鈉藥品加上膠水混合,產生縮合之化學反應,其產物有如一團橡皮筋球,無法作為塗料使用。 這次的實驗讓我們知道,像金紙灰燼這麼平凡無奇的東西,竟然也能發揮這麼令人意想不到的功效,實在奇絕!