全國中小學科展

國中組

撐起〝一片〞天---大葉桃花心木種子飛行模式的研究

本試驗以大葉桃花心木種子為材料,探討種子在飛行時其結構,與三種作\r 用力:重力、升力、阻力的關係,以建立種子飛行模式。\r 實驗中先實際觀測種子的結構與飛行模式,再以透明片與粘土模擬製作人\r 造種子的模型,進行實際拋射與風洞的測試。結果我們發現大葉桃花心木種子\r 的六個結構,對於旋轉飛行模式有影響,?含:\r 1.種子的重量:提供重力造成轉動及產生升力。\r 2.長度方向重心位置:需偏向翅的一邊,使施力矩大於抗力矩而穩定旋轉。\r 3.寬度方向重心位置:需偏向翅寬度方向的一邊,提供較大的切風角度,增函\r 旋轉推力。\r 4.種子與肋痕重量比:以0.3~3.0 的重量比例飛行高度與轉動速度最佳。\r 5.種子翼面需有適當的展弦比值:種子翼面的展弦比在2 至7 可獲得較大升力。\r 6.上反角:會改變翅的上、下面的受風面積,且上反角的翼面下凹,依白努利\r 原理會形成水平下壓的力量。會使鉛直下墜的種子恢復水平,藉以修正種子\r 的飛行姿態。

神祕的拉扯──漩渦與漩渦現象的探討

高雄的旗津海域每年都傳出溺水意外,自80年至96年6月在旗津海域發生意外溺斃死亡的就有92人。大家都說旗津有很多的漩渦暗流。因此,我們決定將小學六年級所研究漩渦的結構,再加深推廣,尤其是針對漩渦及反漩渦水流彼此「拉扯」的現象,及拉扯時對物體的影響,做更深入的了解。我們模擬海水水面的運動及水底的運動,配合地形做更深入的探討。實驗中看到物體被漩渦及反漩渦拉扯,我們十分吃驚,難怪小時候聽過水鬼抓人的傳說,原來是被漩渦和反漩渦「鎖」住了。

利用天然海水培養淡水中綠藻-小球藻的研究

去年著假老師帶我們到鹿港、王功一帶海邊郊遊,看到一大片土地(包括海埔新生地及廢鹽田)任其荒蕪實在可惜。回到學校黃同學問老師用什麼方法來解決那廣大土地的利用?老師告訴大家:在沿海附近,地表所含鹽分頗高,如欲栽培一般作物,需經洗鹽處理,費時耗資又大,如能就近取材,利用天然海水培養綠藻,則可達土地充分利用,於是老師再度帶我們到伸港鄉的溪流與大肚溪會合的出海處,採回了綠色的河水進行以天然海水培養綠藻的實驗。

攔截聲音─聲速測量、短距離隔音、長距離收音實驗

我們在九十一年十一月開始準備做科學實驗,利用 學校的筆記型電腦和麥克風開始做聲音錄音測試實驗,使用的軟體是在家庭錄音室網站(網址:http://club.ntu.edu.tw/~NTUMCS/studio.htm)下載的 Gold Wave 軟體,發覺這是一個可以試試看的聲音實驗。於是我們在 九十一年十一月測試,十二月初開始做實驗,並於九十二年四月底完成實驗,整個實驗歷時約半年,做實驗時間是利用禮拜六的早上。利用九十一年五月,這一個月整理數據,寫研究報告。第一個實驗是利用一支高感度麥克風(離原點 90~40 為公尺),和一支小麥克風(置於原點)來接收同一槍聲,我們利用兩支麥克風的距離除於電腦錄音程式上兩支麥克風槍聲的時間間隔,即為聲速。接下來,我們做短距離聲音的隔音實驗,將警報器置於紙箱同一位置並固定,紙箱包覆不同的材質,改變包覆材質的層數,並改變紙箱距小麥克風距離(小麥克風處為原點,接上電腦),比較隔音效果,並探討不同箱子大小,是否影響聲音振幅。第三個實驗是利用較長距離的收音(約 40 公尺),利用一把雨傘,將大麥克風綁在雨傘的中央收音,改變雨傘張開角度,看是否影響聲音振幅大小,另外我們也做了一個類似雨傘模型,貼上珍珠板,測試是否影響聲音振幅大小。

彩虹橋-利用彩虹原理探討混合液體之折射率的計算模式

本文之主要工作可分為下列幾部分:(一)首先利用光柵校正各種雷射光(紅、綠、紫)的波長。(二)利用各種波長的雷射光來做司乃耳定律實驗及彩虹原理實驗,測量液體折射率後並比較它們的準確度。(三)採用準確度較高的測量方法「彩虹原理」,測量多種混合液體的折射率。(四)利用實驗結果去探討多種混合液體之折射率的計算模式。由實驗結果分析,可獲得以下重要結論:第一,利用彩虹原理測量液體(或多種混合液體)折射率具有很高的準確度。第二,本組找到了混合液體之折射率的新計算模式;且利用此計算模式,可迅速且準確調配出所想要之折射率的混合溶液。

方格函數—缺塊n×n正方形中總方格數和空缺位置之規律性及函數關係探討

由4x3的方塊中,在缺一方格下計算總方格數的挑戰為起點,我試著探討在缺塊n x n的正方形中總方格數和 任取一個位置方格(x,y) 或 任取出二個橫向位置方格[(x,y),(x,y+1)]、縱向位置方格[(x,y),(x+1,y)] 後之規律性及函數的關係,如下圖所示。並定義在未缺塊的正方形中,總方格數為C(n),且C(n)=Σk2。 研究結果顯示,其函數式經由二種規律性 (A)一般性及 (B)遞迴性 求得,結果如下: 一、 任取一個位置方格(x,y)之總方格數二、 任取二個橫向位置方格 [(x,y),(x,y+1)] 或 縱向位置方格[(x,y),(x+1,y)] 之總方格數

DIY 無電自動餵魚器

為了兼顧節約能源與資源再利用的理念,我們決定朝「DIY 無電」自動餵魚器的方向努力。從無數次的設計與嘗試錯誤,我們最後利用兩組「竹鐘」的相互牽引,終於開發出第一代的無電自動餵魚器,但由於材料簡陋,使得每次「竹鐘」的「動作水量」非常不一致。因此,我們到水族店買了養魚專用的塑膠管,做成了「第二代」自動餵魚器。除了「動作水量」較穩定外,我們在高處架設小型水塔,並使用點滴專用的水流控制閥,控制水流量,但水塔的設置非常佔空間,且搬運十分不方便,於是我們作出了「第三代」自動餵魚器,讓「小水塔」能與自動餵魚器能結合在一起。目前雖然無法達到準確的定時定量餵魚,但已能達成一天餵 2~3 次,連續自動餵食五天的效果。

中橫松鶴部落土石流之探討

民國93 年敏督利颱風引進強烈西南氣流,連日豐沛雨量,引起台灣多處山區發生土石流災害,谷關地區災情嚴重。資料顯示,7 月2 日松鶴一、二溪爆發土石流,造成傷亡各1人,2 人失蹤。對外聯絡道路台8 省道崩塌中斷【1】。此次土石流造成大甲溪河道淤積,艾莉颱風來襲,溪水暴漲,沖毀博愛國小及長青橋,民房7 戶受損。好友曾經在此地區活動,目睹災前災後的景像。邀約她參加我們的專題,除借重登山經歷協助我們實地調查外,期待帶給這個專題身歷其境的感受。本文以土石流為對象,使用文獻探討及照片比對,結合現場調查,進行研究。結果顯示,土石流造成大甲溪河床上升15 公尺。松鶴一、二溪,均屬於土石流高危險溪流。肇因是九二一地震產生許多崩塌地,遇豪大雨,雨滴直接打擊地表,使逕流量增加,造成土壤嚴重流失。

聲波對植物光合作用的效應

曾經在報章雜誌得知有些農場曾以音樂增加牛、羊等牲畜的產乳量;我們知道聲音對有聽覺的動物有影響,但是聲音對於無聽覺的植物也有影響嗎?是刺激他生長呢?還是抑制他生長,或是一點影響也沒有呢?為了想求得問題的答案,我們找了一些有興趣的同學一起研討,在老師的指導下進行以下實驗。

酵素與濃度溫度之反應探討

有一天放學回家,媽媽拿了一個饅頭給我,這時正值電視的好節目,所以我一面觀賞電視一面細嚼著饅頭。咦!怎麼饅頭竟然比往常所吃的甜呀?於是使我想起一年級上生物課時,曾學過酵素與消化作用的關係,原來饅頭內的澱粉被唾液分解為醣的綠故呀!如今已是二年級了,上化學課時,便請教老師這個問題,於是老師解釋澱粉分解是酵素的作用,並簡單說明化學反應中酵素與濃度、溫度的關係,因此更引起我們對它的興趣而欲加以探討之。