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國中組

馬桶的肚量『溶』的下衛生紙嗎?

衛生紙到底丟不丟馬桶?丟可能會堵住馬桶但可減少疾病的散播及垃圾的清理問題因此本研究針對抽取式、捲筒式、輕便包和濕式衛生紙的纖維結構、密度、長度、吸水性、乾濕支撐力等特性逐一探討,希望找出與衛生紙裂解度最有相關的因子,進而研究水溫、衛生紙的張數、摺疊次數及擦完含水量不同的排泄物後對馬桶水流量的影響,藉以判斷衛生紙該怎麼用才不會堵住馬桶,結果發現: 抽取式衛生紙三張以下或摺疊次數為3次時較不會塞住馬桶。衛生紙纖維密度會影響吸水性、潮濕時的支撐力,進而影響裂解度,然而裂解度和衛生紙沖出馬桶的時間有顯著的相關,我們推測纖維密度是影響衛生紙會不會堵住馬桶的重要因素。 衛生紙的裂解度在室溫(25℃)時裂解度較低。

擺的共振與能的轉移

物理第三冊;波動單元,我們用音叉作"拍"的實驗。拍是同一方向進行的兩波,其頻率相差不多時由於干涉作用,聲響而增強,時而減弱,彼此互有規律的變化。但課本未提起,兩音叉振動頻率相同而引起的共嗚(共振)問題。頻率相同的兩音叉,若鼓動一音叉,其振動能夠傳播另一音叉引起振動而嗚響。由物體若無受外力作用,靜止的是永久靜止的「慣性定律」可知另一音叉必受外力作用,其外力如何傳播而來呢?我們利用擺的共振,探討其過程。

就是那個光-結網性蜘蛛眼睛感光功能之驗證

根據謝易耕等人的研究顯示,結網性蜘蛛的眼睛與捕食無關,似乎無法成像,捕食行為完全受網上獵物震動引發;但結網性蜘蛛頭胸部有八顆眼總有其功能。於是我們藉由結圓網蜘蛛結網行為與光源方向之關係及簷下姬鬼蜘的結網、收網行為與光度的關係之實驗來驗證結網性蜘蛛眼睛與感光功能之相關性。根據實驗數據顯示:(一)不論是野外結圓網蜘蛛還是實驗室內飼養的人面蜘蛛其結網時均以腹部面向光源方向;(二)在簷下姬鬼蜘的實驗中,不論野外還是實驗室內的簷下姬鬼蜘其結網與收網行為均與光度變化有關。所以根據上述結果可以證明結網性蜘蛛眼睛雖然無法成像看到獵物,但可以感受到光線而影響蜘蛛本身的某些特定行為。

震震有池-水塔阻尼器設計及減震效能探討

本篇為研究影響水塔阻尼器減振效能之因素,受△f、阻尼大小及水體晃動程度的影響。以自製建物及水塔、彈射平台與地震晃動平台進行實驗,後者平台以電鑽為動力來源,由調光器調整電流而可調頻,連接連桿與電鑽的鐵片長度可調幅。實驗得知,水體與建築物△f在臨界值(調諧)範圍內,水體會因共振效應而有效吸收大樓能量,若水塔底部改為曲面,亦能使水體更易晃動而有效吸收大樓晃動能量;另一影響因素為阻尼大小,網子、內部粗糙度、浮球及隔板開啟狀態均造成阻尼提升。隔板開啟狀態越高,水體自然頻率越低,反之亦然,而加入隔板亦可提升阻尼、降低延遲震盪時間;也許可用隔板開啟狀態調整水體頻率使得設計水塔阻尼器變得更易調整水體自然頻率。

過橋問題

「過橋遊戲」規則為有n個人要過橋,他們過橋的速度皆不同,每次2人過橋,過橋的2人中秒數較多的人為該次過橋的秒數,過橋時有人要提燈籠,但燈籠只有一個,所以每次過橋後對岸需有1人提燈籠回到橋頭,和剩餘的人過橋至對岸,直到所有人都過橋。 本研究討論出過橋秒數不一時的最簡走法通式,再由結論推算出秒數為等差、等比、階差規則走法公式。

非柿不可-柿子加工品之研究

本研究旨在針對柿子加工品製作方法、柿餅發黑及真假柿霜辨別做探討。國內南部柿餅製作有兩種脫水方式:「低溫脫水」(使用除溼機)及「高溫脫水」(使用烘乾機),結果發現「低溫脫水」製成之柿餅再生皮較厚,口感較Q,而且成本較低。柿餅因含單寧會氧化褐變,研究發現酸性可減緩發黑,一般業者使用防腐劑正好是酸性,實驗中找出防腐劑的替代品—維生素C可減緩發黑速度,雖無法長期不發黑,但二天內可防止柿餅發黑。也針對真假柿霜進行分析,真柿霜分佈不均勻及結晶緊卡在柿餅上,幾乎不掉粉,且柿霜粉遇溼容易被溶解;而假柿霜為沾石灰粉製成,分佈均勻,凹陷的蒂頭也佈滿柿霜,假柿霜易掉粉、遇水較不容易被溶解。提供以上方法希望能夠讓大眾能「買得安心,吃得安心」。

從一個投射出的拋物線圖形談起

從直角△斜邊上的各等分點,對直角頂依序做1倍、2倍…等的長度投射,得一連串投射點,觀察投射點形成的軌跡,文中發現若投射倍率成等差時,投射出的各點軌跡必成拋物線,且發現投射倍率組合做縮放平移時,能保持投射圖形為拋物線。接著將相等的四段改成不一定相等的四段(N=4),使投射組合的長度L≥4,從L=4到L=16做個全面性的觀察,得到的不只拋物線,還有很多不同圖形如雙曲線、橢圓、平行線、交叉直線和一點一線等,但沒發現圓,作者利用代數計算投射和幾何作圖投射畫出圓形。並利用找圓的概念,將N>4時的分段組合和投射倍率組合在指定的△中呈現出來。最後藉著改變投射倍率組合成級數狀,竟能將本文中涉及的所有投射圖形(N≥4)都轉成拋物線。

繪身繪影─正三角形磁磚設計方法與碎形密鋪之研究

本研究主要以正三角形作為基本單元,透過窮舉討論得到正三角形邊的作用方式只有五種,再經由排列組合歸納出 11 種正三角形密鋪磁磚設計方法。進一步,運用我們的研究結果,配合數學簡報系統製圖,創作新圖樣,也彌補了 Escher 在手繪時所造成的誤差,達到完全密鋪的效果。碎形磁磚的部份,我們也依據其背後的數學理論創作幾套結構圖,利用結構解析,碎形密鋪磁磚將變得十分容易,學習者將可輕鬆製作富有創意的新圖樣。

變大變小,一付搞定--可變倍率透鏡及其應用

顯微鏡、望遠鏡、相機等所使用的每個光學玻璃透鏡,只有固定的焦距,無法靠單一透鏡做到倍率的改變,必須靠拉長或縮短多個透鏡之間的距離。因此鏡頭的長度、系統的體積、和成本上都不是最佳的選擇。我進行可改變倍率透鏡之研究,將傳統光學玻璃透鏡改為高彈性薄膜和高折射率液體所組成的液體透鏡,透過控制透鏡內層的液體填充量,可讓彈性膜有不同的表面曲度,形成具多重倍率的液體透鏡。在這個研究中,我進行許多研究工作,包括透鏡的設計、彈性膜和填充液的特性研究、填充液改變量的影響分析及調整方法、透鏡相關理論、透鏡教學教具、非接觸式測距等,完成了可變倍率透鏡,在物理的透鏡成像教學和生物觀察,以及實際應用上,都提供很多的幫助。

多邊形與二條水平平行線所截出的上下二個圖形其周長和之探討

由AMPO 的題目「設ABCD 是一張長為a 的正方形的紙片。平面上有二平行直線L1,L2,其間隔之長也是a 。將正方形的紙片置於平面上,使AB,AD兩邊分別交L1於E 和F 兩點;同時CB,CD 兩點分別交L2於G 和H 兩點。設ΔAEF 和ΔCGH的周長分別是m1 和m2 。試證不論正方形ABCD如何擺,m1+m2是一個常數。」展開這趟充滿挫折、振奮、驚喜…五味雜陳的研究之旅,過程雖然艱辛,卻也帶給我們無限的成就感與更敏銳的觀察力。 我們的研究內容為多邊形與二條水平平行線所截出上下二個圖形其周長和之探討。一開始我們與在課本相似形單元時老師所問的問題連結並依此做猜想,再利用簡單的圖形基本性質做特殊化的驗證。當完成了原題目(正方形)的證明之後我們又繼續利用GSP 做輔助去尋找是否有其他的圖形也能擁有如此漂亮的性質?接著我們將研究分成兩大方向:1.奇數邊多邊形2.偶數邊多邊形的探討。 首先完成了所有奇數邊多邊形所能符合的條件討論與結果。接著又著手於偶數邊多邊形的探討:從正六、正八、正十、正十二邊形的研究中我們觀察出似乎按照某種方式去排放的話可以推廣至所有的偶數邊正多邊形使得它們都能像原題目那樣有著令人驚豔的結果呈現出來。 最後我們要對於先前所觀察猜測的部分做一完整的驗證:將所有偶數邊正多邊形分成兩大類1. n=4k, k?N 2. n=4k+2, k?N 完成研究討論。至此我們已經完整的將全部的多邊形與二條平行線截出二個三角形時的所有情況討論完畢,並且成功的推導出了正n 邊形的適用公式。