全國中小學科展

國中組

尿者有液,電流無情

經由我們自製的電解動態電解質溶液裝置,可以測得在短距離(3cm)內的電流。動態電解質溶液在外加不同電壓下,經由I-V圖,依舊會符合歐姆定律得到線性關係。在相同V時,兩極距離3 cm下,動態電解質的電流約僅為靜態的1/3。各項變因下之測試:改變電壓、兩電極距離、電解質種類、濃度、黏滯性等,電流大小會與電解質濃度有正向關係、與兩電極間的距離成反比關係,濃度、黏滯性、流出水柱的環境、對水柱加壓等可以影響流下水柱的連續性,拉高兩電極的距離。雖然以活性電極鐵當電極進行電解,但仍以電解水為主要反應。經由自製膀胱模擬與估算,在水柱連續的前提下,電影裡對著通有電流的電極尿尿會觸電的情節是有機會可以發生的。

包大人警濕器

行動不變的老人,尿濕了有時並不自覺,而過多的查看,除了造成不便外,在冬天也容易導致感冒著涼,尿布警溼器於尿布溼至適當程度時發出聲響,可提醒看護者即時更換尿布,保持被照顧者的皮膚乾爽舒適,以避免溼疹、尿布疹等皮膚病變,也可使看護者照顧起來輕鬆又安心。

黃臘石的前世今世

前年暑假,爸爸和我去參觀基隆市的文化中心,看到了一種很有光澤的岩石,詳細閱讀了簡介以後,才知道這是一種價值不菲且稀有的台灣雅石─「黃臘石」。我對這個石頭產生了濃厚的興趣,它到底是三大岩石種類中的那一種?組成這石頭的主要礦物有那些呢?這種種皆值得我去深人探討,藉著研究黃臘石的真正面目來體驗當地質學家的滋味。於是便展開這項研究。

相對運動的軌跡

我們社會安定,經濟繁榮,生活水準提高,國民利用各種不同的交通工具,如飛機、火車、汽車等以時速 900km、120km 或 90km ,的高速旅遊的機合增多了”囚在高速行駛的工具內,有關運動的現象,與物理第二冊“相對位置、相對運動"單元有關,引起我們的研究。

正直的好朋友-發現三角形兩中線直交定理

這篇作品的想法源自於課堂內同學的發問,讓我們對「三角形兩中線直交」的問題產生了興趣,在經過我們嘔心瀝血的研究後,不僅找出了使一般三角形兩中線直交的充分必要條件,更發現到:若一三角形兩中線直交時,其重心到頂點的距離會等於「底邊」的長度等諸多性質,最後並統整出具有兩直交中線的可能特殊三角形。利用這些數學發現,讓我們在必要的時候,很快就能判斷出一三角形的兩中線是否直交,也因此縮短了做題的時間,使解題更有效率,更因此活化了我們的數學思考方式。

「茭」糖釀的酒-探討以茭白筍殼製作生質酒精的可行性

茭白筍種植為埔里重要產業,剝除下的筍殼常被棄置路旁造成汙染。本實驗以茭白筍殼為材料,探討其組成,發現因水分含量達85%,無法像稻草燃燒才被棄置路旁,因含有菰菌無法以細菌分解成醣類,故將乾燥筍殼添加無機酸水解後形成還原糖,並探討經由鹽酸、硫酸在不同濃度下水解情形,結果發現,在鹽酸1M加熱30分靜置一天冷卻後,其水解量可達50%,加熱處理以微波爐加熱提升反應速度,微波爐以小火加熱5分鐘後,再以大火加熱5分,可達到還原糖最佳(29.32%),將處理後的糖類發酵一週後以蒸餾器蒸餾出酒精,初蒸可得3%酒精,經由3次蒸餾可達50%,並將剩餘酸性濾液以廢棄牡蠣殼處理,可達到節省成本、廢物再利用的效果。

萬物的起源-探討海表面溫度變化與影響

本研究在探討赤道地區、東海長江出海口的海表面溫度變化情形及其影響因素,且當海水溫度有所不同時對人類以及烏魚有何影響。利用美國海洋研究中心(NOAA)之衛星資料與其他國內外研究單位相關資料統計分析及繪圖後,得到赤道地區的高溫區域會隨著季節有所南北移動且這片高溫海水都聚集在太平洋赤道的西邊,會有這個現象是因為赤道地區終年受到信風的影響所導致。東海長江出海口的海表面溫度也會隨著季節有所變化,是因為東北季風將北邊冷水團往南帶所導致。烏魚洄游習性與海表面溫度的高低有關。最後則透過相關係數的探討得知城市氣溫與周圍海域表面溫度有顯著正相關。

『打』『混』摸魚~探討打彈珠遊戲的混沌(Chaos)行為

使用小白板、強力磁鐵及壓克力方盒自行設計彈珠檯。目的是:用幾乎相同的初始條件,卻得到寬廣的滾珠機率分佈來顯示混沌的存在。實驗結果:(一)對一次碰撞情形而言,滾珠撞擊撞針前速度越快,反彈後落點分佈會有朝兩側偏移的現象;(二)滾珠在撞擊前的x方向的小偏差,會使撞擊後最終落點位置產生極大差異;(三)提高多次碰撞機會,但因撞針的排列是有規律的,使得落點分佈也具有規律,且排列密度越高,碰撞次數越多,分佈就越趨於一致,但前提是滾珠軌跡沒有被撞針侷限(排列密度中例外)。總之,滾珠碰撞後的落點雖無法預測,但經由多次實驗發現,滾珠落點的機率分佈具規則性且其曲線會『收斂』,符合不規則中存在規律的特性。

單位分數分解Ⅱ

對於「厄多斯與斯特勞斯猜想」,一直以來皆尚未有人破解。但研究價值未減,我們受其\r 吸引先後做出兩份作品。\r 第一份針對四十五屆中小學國展第三名作品做改進。發現其內容太複雜,不夠精簡,且\r 過於執著全國第三名作品的部份思維,導致代數衍生過多、計算困難,不夠系統化!\r 所以今年我們改進前份作品:最初思考以完全代數化來精簡內容,並引用方便閱讀紀錄\r 的數學符號運算。沒想到卻也意外找到「 厄多斯與斯特勞斯猜想」更 有系統地處理方式!\r 也因架構更系統化,讓我們方便以電腦程式來測試。\r 雖然最後,我們仍然未解決「厄多斯與斯特勞斯猜想」,不過卻在目前找到的資料中,得\r 到最有系統的解題架構,並將此猜想轉化成另一個存在性問題。

動態還原-探討一種創新的相似形作圖法

最被廣泛使用的相似形尺規作圖法是使用投射中心作相似圖。這方法也被應用於相機、影印機……等依靠光源作放大縮小的機器上,本文創造了一種全新的相似形作圖法,不依賴投射中心,改成在各邊的延長線上依所要求的面積比,先建立一系列的動態還原表,擇最易操作組做動態操作。△依指定的投射比經一次順時針再一次逆時針後即可相似,多邊形則從一固定頂點處切割後,分別依指定的投射比及相同次序的順逆時針各一次操作,再合併回來後,即可得所要的相似形。放大圖及縮小圖本文的新方法都能達成。