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全國中小學科展
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在我們四位做科展的同學中,就有三位曾經燙過離子燙。這套由日本傳來的技術,在短短的時間內似乎在台灣已蔚為風潮,吹起一股離子燙旋風﹔燙髮後柔順光亮易整理的頭髮特性,對於許多自然捲或是夢想擁有飄逸秀髮的民眾,的確是一大福音。不禁引起我們的好奇,到底是什麼原因使本來一頭蓬鬆的亂髮變得如此服貼呢? \r \r 正當大家陶醉於這美麗的魔法時,不幸地,本班竟然有一位跑去燙離子燙的同學嚐到了失敗的痛苦,頂著一頭焦焦硬硬的頭髮。想不到這偉大的魔法竟然也有失靈的一天?疑惑的我們,決定著手蒐集資料、進行實驗來探討,到底在什麼情況下頑固的卷髮才會乖乖臣服於美髮師的手下呢? \r
自從人類進入了太空之後,天文研究乃成為太空科學的一大主題。如今已進入了資訊時代,一切複雜的天文運算,很容易可以因而解決,而氣象更是與我們的生活息息相關,數值化的氣象分析,更有助於氣象的預測。於是嘗試應用電腦為工具在地球科學上做有系統的研究。正如馬克吐溫所說:「人們時常關心氣象,卻很少去了解氣象。」盼藉此機會,能激起大家對現代地球科學的重視。
在高中教科書中,均介紹毛細管鉛直插入水中後水柱上升的高度公式為h=2γcosα/pgr。經實驗觀察,我們發現毛細管傾斜前後管內水柱高度會有改變,為了解水柱高度改變的原因,於是展開了研究。研究結果: 1.經與毛細管傾斜時的管內水柱總長作比較,發現水柱的增高與管壁潤濕程度有關。 2.傾斜時,因管壁正向力的支撐,可使管內水柱長增加,但水柱液面處表面張力的總拉抬力量沒有改變。 3.各出版社的教科書中,均指液體的表面張力為定值,因此我們原以為毛細管傾斜前後,因管壁潤濕使接觸角減小,而使毛細管傾斜回正後的水柱高度增加。但由我們的實驗結果分析,發現接觸角幾乎不變,因此改為考慮是表面張力或水的密度值的改變。 4.另外,我們有個意外收穫:在許多書籍、文獻或我們參考的歷屆科展研究報告中,大家均指將毛細管壁充分潤濕可使接觸角為0°,但由我們的實驗結果可發現,這是不可能的。
在此作品中,我們探討一些三角形、四邊形乃至四面體的鑲嵌問題(意指內切或內接幾何圖形),主要成果如下。給定一三角形,我們指定跟它內接的三角形的形狀,而證出內接指定形狀三角形的「外、重、垂、內、旁」諸心之軌跡皆為線段,且能用尺規作出這些三角形之最小者。相對地,給定四面體並選取其某一面,我們證出「有一面平行於此面並內接於此四面體」的正四面體的重心軌跡為四次平面曲線,並求出諸正四面體邊長最小值。其次,我們導出四邊形的內切橢圓所形成的(廣義)Gergonne點的軌跡是圓錐曲線的一部分,並利用平行截線分解出三角形的內切橢圓中心軌跡及Gergonne點軌跡之幾何結構。最後,我們以連續變動的平行平面來截一四面體,套用前述結果,可看出和此四面體相切的橢圓之中心軌跡及Gergonne點軌跡的一些幾何結構。
利用中央氣象局及國防部提供之恆春和綠島的天氣資料,以線性迴歸的方法,探討恆春落山風的特性。發現東北季風厚度約1500公尺,恆春落山風風速與綠島附近氣壓梯度力有明顯正相關並且恆春風速與綠島風速變化之相關係數最大值總是發生在綠島風速變化之後大約2至7小時之間;另外當恆春地面風速大於綠島地面風速的情況發生時,大氣結構的狀況是925hpa到850hpa之間氣溫遞減率大於850hpa到700hpa之間的氣溫遞減率,即上層結構比下層結構更穩定。
我們所研究的問題是由許志農教授在「高中數學大賞」書中所提出的問題:設一骰子連續投擲n次出現的點數依序為x1,x2,…,xn,令 Yn=x1+x2+…+xn,試求Yn為7、5、3的倍數之機率為Pn。突破以往使用機率方式求解,我們改採用矩陣列出餘數為0、1、2…的所有組合數,透過矩陣的運算,觀察到各元素間的關係,進而解決上述問題。延續這個技巧,我們再次處理骰子平方和為4、3的倍數的組合個數。
討論運動力學時,為了減少摩擦力,通常以氣墊滑車來從事實驗,並用光電計時器來測量滑車運動的時問。不過光電計時器通常只有二個取點,對於需要多取點的實驗,例如討論到等加速度或變加速度時,在必須測量出滑車每時段的運動速度下,一般的光電計時器將很難使用。為了改進光電計時器的缺點,我們設計了一個儀器能以電腦來對運動的滑車做多取點的測量,並用此儀器來從事物體在水中運動時所受阻力的研究。
一般球體若以不旋轉的狀態在一均勻重力場下做水平拋射僅會有因重力所造成的鉛直方向位移,但若一開始便施與球體一相當的轉數,造成球體兩側因白努力效應所造成的壓力差,便可使球在離開投手丘到本壘板的十八公尺移動軌跡內有顯著的改變。甚至可以藉由改變出手的角度及握法給予球縱向的位移。實驗中我們製作簡易的高速風動系統和整流裝置模擬出可讓球進行相對運動的風動力,再配合上所設計的低摩擦力介面即可將這些球體的變化軌跡數據化。
一、首先是我們這次研究所使用到的定義,如下:(一)座標平面上,若點P(x,y)符合xIN,yIN 的條件,則稱點P為一" 格子點"。(二)稱x=0,y=0,x=m,y=n(m,n>0)所圍成的方格中所有方格點(包含在線上的方格點)所成之集合為"m*n的方格"。(三)接著定義一種走法,有點像象棋中"馬"走的形式,叫"騎士"(H)。例子: 從圖1 我們知道Q(6,6)經過一次"騎士"後的落點可能為P1*(7,8)或P2*(8,7)或P3*(4,5)或P4*(5,4)或P5*(5,8)或P6*(8,5)或P7*(4,7)或P8*(7,4)。二、研究問題:本研究問題,可說是融合了”騎士迷蹤”及”馬步棋”的靈感
鳳仙花的果實,平常維持一類似橢球狀之形狀生長,但若加以些微擾動,即爆破開來。討論鳳仙花的果實是以何種機制維持此困難之平衡,提出三項假設:雙面尺模型、果實皮束之力平衡、及果實內氣壓不等於外壓。雙面尺模型證明非主要原因;果實皮束之靜力平衡為維持平衡之主因;果實之內外並無壓力差。