全國中小學科展

國中組

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。

植物百寶箱-探討自製植物箱植物生長之可行性

本研究以自製「植物箱」,模擬取代自然環境中之最佳光照、溫度與溼度,建立較適宜植物生長的環境。植物箱以感光計測試燈管光度,以紅外線溫度計及溼度計測試箱內溫、濕度變化。實驗結果:一、T5燈管的紅藍光比例,對植物生長有密切關係,配合定時器裝置,可取代太陽光之照射。二、水冷機控制貯水槽溫度,結合風扇向上吹送,有助於水氣蒸發與凝結,達到溫度控制。三、溼度控制器結合風扇向下吹送,有助於水氣吹送,形成循環對流,達到溼度控制。四、自製「植物箱」植物生長之研究,可為智能環控確實可行。本裝置採密合及低功率節能方式種植,與外界呈隔離狀態,不受天候影響,可避免病蟲害及農藥,除可創造極大的經濟價值外,更能與地球永續共存。

單位分數的探密

本研究的目的是在對4/n=1/x + 1/y + 1/z 作探討, 我們以2/n=1/x + 1/y為基礎,推至3/n ,再經由操作5000以內的所有4/n化成1/x + 1/y + 1/z 的所有方式,進而找出規律性,以期導出4/n的所有三項表達式

人不知我、我獨知人~空手道對打時反應時間的探討

本研究使用兩台普通攝影機,加上電腦影像處理軟體繪聲繪影和After Effects、文書軟體Excel、免費運動軌跡追蹤軟體Tracker,成功收集到空手道社團中,15名國中學生及1名教練對打時攻擊動作的相關運動數據。接著製作情境模擬影片,測量空手道社團國中生15名、非空手道社團國中生15名的反應時間進行探討。實驗中發現,可以經由平日的空手道訓練課程、模擬情境影片的加強訓練、以臉部為凝視的重點位置等方法,縮短對打時防衛的反應時間;攻擊時則要強化速度、減少上下方向晃動,才能讓對手來不及反應。本研究可提供給一般學校及運動社團做為參考,作為基本的運動動作分析及訓練輔助的方法。

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。

風神,綁!

冬季時校園中強風橫行,我們很想知道社區中防風林對風是否具破壞力。本研\r 究採風阻實驗裝置模擬防風林,並對校園附近約28 ha 的土地與社區中防風林進行實\r 地調查,推測風阻對風速衰減的影響。風阻實驗裝置結果中,中央測點的最大風速\r 受風阻影響範圍約可達6 倍風阻高度的距離,受風阻寬度的其他區域,當距離在風\r 阻高度的4.5 倍內出現平均風速有衰減。調查鄰近研究地區主要為草生地、建物地\r 區與菜園及水田耕地等三大類型。在研究地點中的防風林共有11 座,有雙排林的林\r 地相鄰6~7 倍樹高,林向皆在315°±45°至135°±45°的範圍內,北風及東北風對於些走\r 向的林地近乎成垂直夾角,至於當風向為東北及北向時,影響研究國中校園的林地\r 共有3 座,再由訪查民眾,了解防風林對人們的價值。

電石的最佳化應用

本實驗主要在探討如何把電石製造乙炔時所產生的廢料完全再利用,因電石渣的主要成分為氫氧化鈣(Ca(OH)2),因此設想以電石渣來吸收空氣中的二氧化碳(CO2);實驗中將電石渣加水注入二氧化碳發現會產生碳酸鈣(CaCO3);更進一步將碳酸鈣應用在土壤酸鹼度的改良,實驗結果得知碳酸鈣和pH值3之酸性土壤混合的比例大約為1:5左右,可中和其酸鹼值,使土壤恢復至pH值約為7的中性土壤。另外電石多用於照明、燃料以及農業上水果催熟,我們自製一個較安全的燃燒器具並探討電石量和其產生熱量的關係。實驗得知電石的質量越大,氧化後釋出的乙炔(C2H2)也越多,同時其所產生的能量也較大;透過電石催熟木瓜實驗驗證乙炔為催熟主因,但也得知過量的乙炔不會導致速率提升。

移動"塵寶"~PM2.5影響因子初探-以鄰近屏東縣測站為例

針對PM2.5的研究,我們透過氣象數據分析和實地測量及實驗,發現: 一、近三年PM2.5濃度,以潮州最高,恆春最低,工業區的大寮和林園並沒有比較高。 二、一年中,12-3月PM2.5較高,5-6月較低。 三、一天中,PM2.5在21:00到隔天12:00較高,12:00~18:00較低,適合戶外活動。 四、溫度和風速在夏秋時對PM2.5影響較明顯;吹東北風時PM2.5最高,東南風最低;雨量和降雨天數對PM2.5影響大,濕度影響小。 五、實際測量發現PM2.5超高的是吸菸區、燒烤區、香爐、二行程機車;校園內則是工地和打掃時間的PM2.5最多。 六、減少吸入PM2.5的有效方法是:選擇5-6月及下午從事戶外活動、拜拜時離香爐至少4公尺、離吸菸區和燒烤攤販至少2公尺、加速淘汰二行程機車、種植分枝多的植物和多噴水等。

『零』來風-太陽能排熱風扇發電機應用之研究

學校、屋頂上的排熱風扇不管颳風下雨24小時皆在運轉,本研究主要以日常生活可見的馬達、齒輪進行排熱風扇發電的可能行。自製的排熱風扇主要分成發電組與排熱風扇組兩部份。透過葉片數、葉片角度、風扇間的距離、馬達種類等因素的探討設計排熱風扇。最後進行實際的模擬發電與電池的充電,在天氣晴天、平地無風的情況下最大的發電電壓值為1.713V,對1.5V容量1500mah的充電電池的充電功率為0.191W。足見排熱風扇動充電的可行性與其應用價值。

落葉歸根”餿”主意~探討落葉及廚餘堆肥技術及環保生態循環之可行性

本實驗主要回收校園及家庭中產生之落葉與廚餘廢棄物,研究出最佳堆肥形成法,利用不同資材及自製發酵菌種,在促進堆肥發酵速度上比對照組縮短一半以上時間。檢測比較製成之堆肥各種性質,進一步以廚餘液肥及兩種腐熟堆肥對植物肥培發育之影響,試驗結果顯示無論對綠豆、辣椒及木瓜等植物栽培上在發芽率、株高、莖粗、開花數等均有顯著之影響,品質肥效甚佳。更特別地是研發出液肥具有清潔效果,並可製作具有吸附油漬能力之肥皂;甚至研發出落葉及廚餘堆肥可供甲蟲幼蟲飼養土效果甚佳。本組結合課本所學深入應用於生活中,期從家庭、校園開始推廣教育於鄉土間,能有生態資源環保回收觀念及關懷大地讓自然永續、生生不息之目的。