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國中組

誰與爭風

風力發電的原理是利用風力吹動風車的葉片,將風能轉變為機械能,產生的動力可以\r 轉動旋轉式發電機輸出電能。我們依據風速與發電電壓的關係數據,製作一個簡易的風速\r 計,作為各項實驗,測量風速的工具。首先,利用生活用品製作的環保可攜式風力發電機\r ,對2 個1800mAh 3 號鎳氫電池充電,將電能儲存起來,結果是可行的。這是我們研究設\r 計風力發電機系統的入門。經過檢討,選用適合風力發電的軸向磁通發電機,以此做了風\r 車葉片半徑、角度、材質對發電機轉速、輸出功率之影響的各項研究。再依研究結果製作\r 了一組最有效率的葉片。並與發電機等組件,組裝了一台理想的小型風力發電機,連接充\r 電控制及監測系統,對12V 7AH 的鉛酸電池充電。最後再測試、評估它的發電效率。

乾坤大挪移---卡特藍數列之研究

由左而右有A、B、C 三根管子,在A 管內有n 顆由上而下依序編號為1~n 的球 ( n  1),移動球的規則為:一次只能由左往右移動任一管子內最上方的一顆球,在此規則下,最後C管中n 顆球的排列種類有n+2 E 種,其中為n 邊形被其對角線切成n-2 個三角形所有方法數。而C 管中n 顆球的排列方法,k 號球在底的方法數為種, 而這個數列滿足以下的關係式:。

波濤洶蛹

現今都市的環境,生物體包括人類,幾乎是暴露在無所不在的電磁波中生活,過去已有相關研究指出,磁場對於生物的確有影響,但較少看到針對磁場對於生物體整個生命週期的影響作完整的研究探討。本實驗以野生型果蠅為實驗動物,外加不同強度的磁場,探討外加磁場下果蠅行為、生活史及生殖力的影響。我們將果蠅養在含有固體培養基的牛奶瓶中,利用線圈通電以製造外加磁場。結果顯示,在外加磁場下的果蠅,行動明顯較對照組果蠅來的遲緩;在一般正常情況下,成蟲果蠅較喜歡在接近瓶口的位置活動,而幼蟲則喜歡在培養基中及接近瓶底的瓶壁上爬行,而外加磁場下的果蠅,相反地,成蟲多在牛奶瓶下方活動,而外加較高磁場,分別為80 高斯及40 高斯的兩組,幼蟲則喜歡聚集在瓶口的位置,推論磁場可能影響果蠅方向感的辨認。在果蠅的生活史方面,外加80 高斯及40 高斯的實驗組果蠅,開始羽化的時間較對照組果蠅,分別晚了2 天及1 天的時間,說明磁場可能對於果蠅的生命週期有所影響。在果蠅的生殖力方面,結果顯示在0 到80 高斯的磁場下,外加磁場越強,果蠅的子代數越少,推論磁場會影響果蠅的生殖能力。本實驗所使用的磁場強度相當的強,為一般家電所產生的磁場強度的160倍以上。只能推論在外加強磁場下可能對果蠅的生活史、行為及生殖有所影響,至於一般家電用品所產生的電磁波是否對人體會產生不良的影響,則需要進一步的研究。

天旋地轉大翻身—從對稱圖形談起

利用不同的對稱軸,操作旋轉與鏡射變換,歸納出一些幾何圖形對稱群的規則性,進而利用對稱群推演一些幾何圖形有趣的著色問題。

還我”原”色,反璞歸真

自然界有些物質,其化學主成分相同,外觀與物理性質卻相異,如「同素異形體」;有雜質的礦物也有此現象,如黃銅礦的外觀色彩與條痕色不同。因此,需藉助化學定性與定量的分析,方能鑑定其成分。本實驗的金色樣品,嘗試以稍微繁複的流程,進行分析之後,確認其主成分。研究結論如下:一、還原回銅粉的最環保方式:先以鹽酸溶出雜質,過濾乾燥後,透過燃燒轉為氧化物,並以碳進行還原,再以浮選法與過濾可得!若以硝酸與之反應後再電解,則過程無可避免有酸性氣體產出。二、儘管”CuS”為黑色,但外觀金色的本樣品,主成分可能也相同。三、硫化銅的產生,推測可能是:先前硫粉燃燒時形成的SO2氣體,排出瓶內O2後,沸騰中的硫與蒸氣浸入銅粉罐悶燒而形成。

圓周運動的實驗設計與探討

上學騎腳踏車為什慶轉彎時車身要向內側傾斜?運動選手在跑道轉彎處,身體也要向內側傾斜?公路在轉彎的地方路面也要向內側傾斜?脫水機怎慶能夠脫水?地球會一直繞太陽公轉而不脫離軌道?人造衛星怎麼能夠歷久不墜?這一連串的問題興起我們對向心力研究的興趣。

動畫世界中的物理

一般在繪製2D逐格動畫時,在真實與誇張之間要拿捏一個好的平衡點相當不容易,尤其是當您不熟悉物理力學原理時,在運動軌跡的決定上就會毫無依據。此研究藉由對於物理力學原理的探索,思考哪些理論是動畫世界中仍然必須依循的,整理與推導出幾項實用的公式,並將公式寫入Excel表格,利用圖表的方式顯示出符合物理原理的運動軌跡,提供做為作動畫時參考的準則。我們完成的Excel表單,可以稱為是初級版的2D的動畫物理引擎工具。實驗利用兩組動畫的比較,一組是在自習物理力學原理前繪製的,當時完全憑經驗與想像;另一組則是靠我們製作的工具輔助才繪製完成的。可以看出後者的動畫作品不但不失原本的生動感,且動作更流暢並令人信服。

我是電動車我不充電

本實驗運用法拉第電磁感應原理(Electromagnetic induction),設計無線感應電動模型車。利用電源供應器、訊號產生器、訊號放大器等工具,輸入特定頻率的電壓、電流產生方形波後,可成功使模型車高速前進。第一代模型車因車體線圈匝數多、車體重、軌道線圈纏繞技術欠佳、圓形軌道不平整,雖成功展示了無線充電技術的實用性,但跟我們玩四驅車時車速相差太多,於是著手改良第二代機,希望再提高傳電效率、減少車體重量及避免能源消耗。實驗結果發現系統條件改變時,僅在某一狀態出現電感電容共振現象,因此不宜盲目增加線圈數量。本研究建議,將來設計此類感電系統時,不論微型化或大型應用上,均應注意最佳共振效率的表現,以免造成材料或能源浪費。

從太武山上、看世界

從太武山上望向前方,到底可以看多遠呢?利用三角形的相似性質,用對應邊成比例的特性,將我們要求的距離算出來,並考量實際光穿過大氣的折射率,調整成更符合實際情形。

岩石的自述

組成地殼的物質是岩石。岩石大部份都是異質的,由很多種彼此不同的礦物粒子所組或。岩石有的由一種礦物所組成,如石灰岩主要由方解石所組成,砂岩主要是由石英一種礦物所組成,但砂岩並不等於石英,石灰岩也不等於方解石。 麥飯石被譽為「健康石」、「幻想的石」;安山岩能淨化水質,但能淨化水質的岩石,就能等於安山岩嗎?激起了探究其奧祕的動機。