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國中組

室內風箏

本研究旨在探討室內風箏的飛行特性以及製作。研究過程是將風箏以一個自製的「風箏飛行器」拉動風箏,並利用 DV 攝影機拍攝飛行過程,再將所得的影片匯入電腦後進行整理及各種分析工作。我們進行三個研究,分別是不同材質、不同面積、及尾翼數變化對風箏飛行高度及穩定度的影響。我們設計了一套實驗方法,即自製「風箏飛行器」及 DV 攝影方式讓我們可以將風箏飛行過程由影片轉換為數據資料,依此進行分析與研究工作。穩定度係以標準偏差(Standard Deviation)來表示。研究結果發現:一、研究一顯示,風箏材料質地要柔軟,容易產生形變包住氣流,穩定度較高。具有透氣性的材質,風箏的穩定度亦較大。而材質質量較小,則風箏可飛得較高。二、研究二顯示,風箏的面積愈小,飛得愈不穩定。而風箏面積大小與飛行高度沒有絕對關係,風箏的面積密度和飛行高度則有絕大部分的影響。三、在研究三中,發現風箏加上尾翼後穩定度會有所提升,但是高度並沒有明顯的改變。

從科學看南管-外星音樂與畢達哥拉斯

本研究以不易理解的南管音樂為主軸結合黃金比例,嘗試用科學方法解釋被稱為外星音樂的南管樂。不少中世紀的科學家研究過科學與音樂間的關係,也針對南管樂探討,設計多種方法驗證,推算比較各項比值是否符合黃金比例,並運用數值標準化、圖形化分析及電腦軟體輔助,設計出南管推廣APP。此研究中,我們使用多種方法檢測,發現南管音樂20首、古典音樂、流行音樂各10首中,符合黃金比例百分比分別為:50%(10首)、50%(5首)、60%(6首)。也得到經典樂曲符合黃金比例值頗高的結論。最後,我們利用實驗中較為可行方法製作南管推廣APP,除了讓南管老師在評分上有科學化的數據參考,也希望讓更多人接受特殊的南管音樂。

氯化氫之定性分析

國中化學第二冊實驗 7.-2,討論到氯化氫含有那些元素,依照課本實驗 7.- Z 步驟進行,將產生可燃性氣體,但我們在做實驗時,由試管底側小孔逸出的氣體,卻無 法燃燒。又由步驟2於試管中加入氣化氫水治液與二氧 化錳作用後,將產生黃綠色的氣體,但我們發現若氣化氫量大少加熱後就看不見黃綠色的氣體,若氯化氫的量太多,可能產生大量有毒的氣體,十分危險,而發現本實驗有許多缺點及漏洞,囚此我們完成此實驗。

牆要double L邊坡防護更OK~創新雙層L型懸臂式擋土牆邊坡防護效益之探討

本作品旨在探究擋土牆的形式以及排水管兩部分對護坡效益的影響。所謂的「護坡效益」在研究中的操作者定義是「排水量最多;同時排沙量最少」。研究結果如下: 1. 自行設計的新式double L雙層懸臂式擋土牆,比現行之單面L型懸臂式擋土牆防護邊坡效果更佳。 2. 擋土牆必須加裝排水設施,但並非排水管越多越好,在單次降雨中,過多的排水管對排水量的增加沒有顯著差異,反而增加施工成本並減少擋土牆的剛性建材,減弱結構強度。 3. 排水管的排列形式,下層多;上層少,有利排水,防護邊坡效益佳。 4. 單一排水管上的排水孔密集,,有利排水,防護邊坡效益佳。 5. 擋土牆的材料若以既能吸水,又能排水的材質施作牆鋪面,更能有效防護邊坡。

肌膚的貼身保鑣-防曬乳

市售防曬產品種類繁多,本研究目的欲從實驗得知有無塗抹防曬乳的差異?各種廠牌防曬產品防曬效果優劣?以及防曬產品的防曬時數?將酵母粉置於表玻璃上,以紙片覆蓋。紙片上塗抹不同品牌的防曬乳,放置於紫外光下照射一段時間。藉由收集酵母菌活化產生二氧化碳量的多寡,判斷各防曬產品的防曬效果。實驗證實塗抹防曬產品確實有防曬效果;相同防曬係數(SPF30)中,以C5 組資牌的防曬效果較佳;且相同品牌中防曬係數愈高防曬效果愈好;各防曬產品隨著照射紫外線的時間增加,其防曬效果皆有下降的趨勢。

電磁蔬菜

本實驗是借由「安培右手定則」、「電流的磁效應」和「螺形管線圈」,研究電磁場對蔬菜的影響。結果發現小白菜、菠菜、豌豆、四季豆均是在 N 極朝上的磁場中,生長速率較快,且與各種蔬菜的每顆蔬菜之平均質量有一致的關聯性。而各種蔬菜對盆栽的容器亦各有癖好:小白菜、豌豆和四季豆在鐵盆生長情況較好,菠菜對塑膠盆生長情況較好,莧菜則無明顯差別。各種蔬菜在低電磁場的情況下,對萌芽率和生長速率均較好;在高電磁場的情況下,萌芽率低,且生長高度差異性較大。所以不是電流愈大,生長情況就會較好。此外我們比較,在相同電流的情況下,四季豆和小白菜是在鐵盆(通電)中生長情況較好;而菠菜和豌豆則是在塑膠盆(通電)中生長情況較好,由此可知小白菜和四季豆所需的電磁場比菠菜和豌豆所需的電磁場較大。

在濾紙上電解水溶液,兩極之間與隔板關係的探討。

我們在課堂上做完理化第三冊的”電解硫酸銅溶液”實驗中學得在電極的化學反應是如何發生的,但實驗後,這些硫酸銅溶液回收上的處理很是麻煩,鑒於環保的問題,於是與老師討論,能不能以最少量的硫酸銅溶液達到電解的效果,老師告訴我們前幾屆的學長也有想到此問題,於是就設計了一套方法,就是用銅片作電極,直接在濾紙上加入硫酸銅溶液進行電解,我們跟著去嘗試,果真有很漂亮的銅析出,就在此時,吳同學無意間拿了一個銅片放在兩電極的中間,奇怪的事情發生了,不但原本的負極上有銅析出,而放置中間的銅片在靠近正極的那一面沒有接上電源卻有銅析出,另一面則否。圖(一)這究竟是怎麼一回事?引起我們的好奇和興趣,因此,我們就著手設計本實驗,探究其原因。

會呼吸的梳子壩?! ~華山土石流整治實察與透砂率探究

我們先從梳子壩的認識與華山探勘著手,實察地質、梳子壩防治工法與嵙角溪野溪 (第一部分)。模擬土石流研究梳子壩在不同水量及砂量的透石、砂效果(實驗一、二),發現梳子壩後方的砂不易透出(實驗三)。接著我們模擬已淤積砂和石的壩體持續沖水,加入粒徑較大的碎石,透砂率明顯降低,找到了梳子壩輸砂的盲點,並推理縫隙模型(實驗四)。為了降淤,我們追加模擬鋼管壩實驗,以相同條件沖水與降壩體,發現鋼管壩抵擋土石流,後續可讓淤積的壩體透砂透石,實驗數據顯示比對梳子壩效果好太多;另外藉著降低壩體運作模式,結果能清空壩前土石。期待真實防治工法也能多採取此模式,讓整治的溪流自然降淤高,恢復到流暢的野溪型態(實驗五)。

繩波急先鋒-抓住速度

我們歸納了繩波波速的經驗公式和理論公式做一的對照。以簡易版的光電計時系統設計出兩種測量繩波波速的方法。第一種:固定繩線兩端點,測量它的振動頻率計算出波速。第二種:以固定的繩波傳遞距離除以測到的繩波傳遞時間而得到波速。這兩種測量方法對一條粗細均勻的繩子或不同粗細串接在一起的組合繩線,測量結果都非常吻合。若繩子只是粗細有變化,可以用固定繩的振動頻率求得波速,也可以由粗繩細繩分別測得的頻率去計算組合繩的頻率以求得波速,這是很方便的做法。但是根據我們的檢驗,繩上黏附物體的繩子不能這樣簡化處理,第一種方法有明顯的錯誤,只能靠第二種測量法這種硬功夫。

做透透,玩透透

濾紙浸泡在濃硫酸溶液中(75%、10℃、60s),再以大量清水沖洗,氨水中和後可以成為有韌性的半透膜。玻璃紙上下兩面同時浸泡於0.012M黃血鹽與0.024M硫酸銅溶液,在表面形成Cu2Fe(CN)6薄膜,改變紙的孔洞大小,成為更理想的半透膜。將硫酸紙(A)、Cu2Fe(CN)6紙(B)與蛋膜(C)、透析膜(D)、玻璃紙(E)進行選擇性滲透測試,均可讓葡萄糖、蔗糖通過,但澱粉則被阻擋;葡萄糖水溶液之滲透速率:B>C>E>A≒D。蔗糖水溶液之滲透速率:C>B>E>A≒D。離子Cl-、Pb2+、Ag+、Cu2+均可通過。離子擴散實驗,Cl-擴散速率:C>E>B>A>D,Pb2+擴散速率:B>C>A>E>D。以半透膜隔開Cl-與Pb2+溶液,在Pb2+溶液端生成白色針狀之PbCl2沉澱。