全國中小學科展

高中組

過號看診等候問題之研究

我們想要了解過號看診等候的相關問題,在此研究中,我們先利用手繪 圖及電腦驗證找出「分段法則Ⅰ」,進而導出遲到情形與過號需等候人數的函數關係。 利用方格「走最短路徑」的方法,將到診情形轉為方格走最短路徑圖,找出「分段法則Ⅱ」,求遲到者插號位置及新的看診序號,並由等待數列,求過號需等候人數。 在一個獨立插號作業中,要找出到診可能情形方法數,我們將Catalan數列的條件加以變化,在一個 的方格內,向右走 單位長,向上走1單位長, ,證明其一路領先的方法數為 。 最後將取號碼單機器運用在候診上,並利用等候理論(Queueing theory),做不同插號規則的比較。

「矩」棋不定

從黑白棋遊戲中訂定新的規則,延伸創造出新的遊戲;從兩人對奕推廣到 n 人遊戲,並找出此類兩人博奕遊戲的『必勝法則』,並且發現與特定『Ramsey 數』模型的關係。

水砝碼

高中課程中密度及水的表面張力之測量,可以使用砝碼來進行測量,本實驗之目的是為了探討以水重取代砝碼的可行性。實驗過程中我們利用自製的阿特午機作為本實驗系統之主體,從主題一實驗中發現到定滑輪轉軸接觸面的最大靜摩擦力與兩邊掛物的重量呈線性關係。接續主題一實驗所得知之關係,可知最大靜摩擦力在實驗中為一穩定值,並利用此特性設計實驗裝置以嘗試密度及表面張力之測量,所測得之密度?非常接近理論值,證明此實驗裝置用以測量液體密度之可行性;利用此一系統測量表面張力方面,多次測得之測量值其結果大約和理論值有5%至10%的誤差。本系統的改進方式在討論及結論中均有提及,以恰好靜動作為數據之判讀點及以滴入純水取代砝碼之效果為本實驗設計之核心。

似水非水─有趣的顆粒體

選擇 BB 彈及鋼珠為研究的主體,經由簡單的實驗設計及數據處理,測量其在空心圓柱容器中水平底部的靜態鉛直壓力,分析其出底部水平孔口的流量速率,及流量速率與孔口半徑的關係,並觀察其堵塞和流動現象。發現雖然流動的BB 彈(鋼珠)類似流動的水,但兩者間確有一些不同。

這裡真安靜-隔音材料的探討

前言 科技的進步帶給我們便利的生活,然其所造成的噪音污染已經是相當嚴重的問題,且威脅著我們的生活環境品質。重視環保的今天,隔音牆已經成為公共設施─尤其是交通方面─不可或缺的裝置。所以我們對本主題進行研討。

『波淘砂湧』--拋石養灘的探究

宜蘭縣海岸線全長 106 公里,絕大部分地區屬於侵蝕海岸。而影響海岸變動主要因素?波浪、潮汐、水力及風力等作用力;另外宜蘭縣海岸東向寬廣太平洋,每年颱風期間的暴風巨浪更在瞬間就可能使海岸地形完全改觀。經過實地探勘及資料的蒐集發現,現今宜蘭海岸線已施作的海岸保護工法包括了:突堤、傳統海堤、拋石堤、編籬定沙及沙丘植生等工法。因此我們利用自製的造波水槽的模型試驗方法,想了解波浪與漲退潮的營力對於海岸侵蝕所產生的影響;以及針對拋石堤這種近自然的工法,對於波浪所產生的防護作用。利用造波水槽,產生不同波長的人工波浪,並且經過實驗研究發現:位於深水區與淺水區的海床砂子受到海浪作用而呈現不同的運動方式,另外在拋石固砂的研究方面,不同的拋石排列方式、形狀以及不同間隙大小,觀察波浪對其所產生的侵蝕與堆積效應。

快速替換定位刀具柱

(一)隨著科技的發達進步,生產時問的縮短,常言道:「時問就是黃金。」亦即能節省越多的時間,才能有更多的發展空問及更多的投資報酬率。 (二)在上機工實習課時,同學經常會抱怨墊片不夠用,所以就得向同學借用,然而經常會找不到合適的墊片,捨棄或增加皆無法達到合適的高度。 (三)在上實習課程的車工項目時,一直覺得裝換刀具時的校對中心,所花費的時間太多,擬就節省時間予以改善。 (四)墊片的使用,於經過一段時間之後,便產生一些不平的現象,使得原本校正好的刀具會產生誤差,繼而影響刀具的使用壽命及精確度,所以就產生先鎖緊刀具再校刀的構想。 (五)基於以上種種想法,於是決定設計一種可以解決上述問題,且保有傳統刀具柱原有功能和強度的刀具柱。

瓦斯熱水爐一氧化碳觸媒轉化器之研究

瓦斯熱水爐使用大火時廢氣的CO 濃度非常高是導致一氧化碳中毒事件的關鍵原因,要解決這個問題觸媒轉化是一種可行的方式。影響觸媒性能的因素中以活性中心的種類最為重要,我們發現對轉化一氧化碳為二氧化碳的反應而言鈷有最好的催化效果,其次分別為:鎳、銅、鐵。最好的載體是三氧化二鋁,鈷的含量使用10%,段燒溫度使用300℃可兼顧性能與成本。 \r 本研究中所研發的Co/Al2O3 觸媒具備有實用的潛力,可以在空間速度高達1000min -1 的情況下將濃度14,632ppm 的CO 百分之百轉化為CO2,而僅需233℃的反應溫度。因此,應該可以應用在瓦斯熱水爐上以降低一氧化碳中毒的風險。

〝絲〞路之旅–––環境因子對蜘蛛絲張力之影響及胺基酸組成分析

蜘蛛絲為蜘蛛用來捕食的利器,因此蜘蛛絲所具有許多特殊的性質。不同種的蜘蛛利用蜘蛛絲來捕食的方式也不同。本研究利用最常見的水分及溫度這兩種環境因子,來測試若蜘蛛絲在野外中經歷下雨或溫度的改變,是否會對其張力產生改變而影響其捕食。結果顯示水分對結圓網人面蜘蛛蜘蛛絲張力有很大的影響,而對於結立體網的泉字雲斑蜘雖然也很大,但似乎比人面蜘蛛小了一些,而溫度則對於兩種蜘蛛皆沒有影響。例外利用reverse-phase HPLC得到人面蜘蛛之胺基酸組成,其中成分最多的分別為甘胺酸(Glycine),丙胺酸(Alanine),麩胺酸(Glutamine),脯胺酸(Proline)及絲胺酸(Serine),這五種胺基酸就佔了85%,這些胺基酸可能使得絲具有特殊的結構而反應在蜘蛛絲的張力上。

旋乾轉坤陰陽易位

本文是從學校生活中常見的換座位,所延伸出來的數學問題,主要是按照一個換座位的規則來探討所有可能的方法數,規則中要求每人每次只能朝前、後、左、右的方向換位置,並且必須離開原位。在處理過程中,我們發現方法數都是平方數,至於是哪一個數的平方,後來發現此數恰好就是原先問題再限制成倆倆換座的方法數,在2×n的情形中就會得到Fibonacci平方數列。利用自行定義的迴圈乘積的方法我們證明這個結果,把此結果應用到不規則平面圖形、立體、或是再加上可斜角交換、圖上都有不錯的結果,最後也找到漢米爾頓迴圈的一個判斷法則。