全國中小學科展

國中組

推動搖籃的手?瓶蓋反轉之謎?

在科學園遊會上,看到人個名為「灌籃高手」的攤位,放了十來種的瓶蓋,玩法是看誰能將瓶蓋準確投入水中的圈內。我們不由自主地被這種遊戲吸引住了,也試著丟丟看。這時,奇特的事情發生了:有些瓶蓋會沉,有些會浮,有些到中途會搖晃,最感到驚訝的,莫過於是一個原來會順轉的瓶蓋到底部卻逆轉。驚奇的心情下,促使我們對瓶蓋反轉的原因展開研究。

小兵立大功-網路攝影機在天文攝影上的應用

網路攝影機(簡稱 webcam)應用在天文攝影上,可說是小兵立大功。我們將 webcam 與望遠鏡結合,利用 webcam 可以每秒鐘擷取數十張影像的功能,進行對木星的拍攝,再經電腦軟體將拍得的影像加以處理後,提供了最佳的影像,使我們得以推算出木星的自轉週期,約十小時,此結果相較於 NASA 公布的 9.933 小時,相差很小,得出這樣的結果著實令人興奮不已,因為我們學習到了一種好的方法可以測出行星的自轉週期,同時也認識到木星的大紅斑幾乎是跟著木星本體作自轉,是個穩定的、不太變動的大氣擾動現象。

自求多浮~浮屋多重機能性的研究

2018年2月6日花蓮地區發生規模6.0強震,造成米崙斷層附近有4棟大樓倒塌事件,加之臺灣西南沿海養殖業超抽地下水造成地層下陷,使居民受水患之苦更甚! 我們體認地上建物受強震災害的地層不可逆,決定承續去年浮屋的研究,由下載的振動APP軟體Vibrometer及Mobizen Screen Recorder螢幕畫面錄影程式,記錄比較加速度值的變化,證實浮屋在第三代打浪造波器衝擊下、臺灣近海的實測下,運用船艙理論研發的機能性,均使浮屋的穩定性更高。 加之,超音波感測避障可提高浮屋遇風災進避風塘之安全性;光生電、風生電、海生水廢鋁發電之浮屋自力發電能源型態的研究,再畫下一筆浮屋可宜人居的可行性研究。

爸爸的困擾─\n蘆洲五股間三個連續急彎路之探討

連接蘆洲與五股的台 103 線在疏洪道內的路段,在疏洪道完成後將原來的堤防加高兩倍,為避免影響疏洪道的排洪功能及經費考慮情況下,將原本直線長 130 公尺的直線道路,改成連續三個急彎路,其總長 770 公尺。 剛開放通車時,許多駕駛人,在路況不熟、標示不清,彎度過大,視距太短及路寬達 9 公尺的虛擬情況下,常因速度過快,而衝向對方車道,撞上對方來車,導致許多交通憾事發生。事後有關單位在道路中央加上分隔磚,但仍因彎度過大,而常有車輛撞毀分隔磚,因彎道就在學校附近,也常目睹車禍發生,有時搭父親的車經過此路段時,父親都戰戰兢兢,減速慢行,雖然如此,我仍感到很強的離心力作用,因此我們在老師的指導之下,想找出此路段有那些設計上的缺失及想探索急彎路之秘。

二維及三維不完整堆垛方法數之研究

從堆垛金字塔發想,定義了「不完整堆垛」。 一、底列個數n之二維不完整堆疊方法數P(n)=1/√5[(1+√5/2)2n-1-(1-√5/2)2n-1] 且P(n)=3·P(n-1)-P(n-2),其中P(1)=1, P(2)=2。 二、以邊長n之正三角形為底的三維不完整堆垛,方法數T(n)=4T(n-1)-2T(n-2)+T(n-3), 其中T(1)=1, T(2)=2, T(3)=7恰與以正方形為底相同。 三、以邊長n之正六邊形為底的三維不完整堆垛,方法數H(n)=9H(n-1)+3H(n-2)+H(n-3), 其中H(1)=1, H(2)=7, H(3)=67。 四、正三角形與正六邊形的凹洞數有6倍關係,影響方法數。 五、T(n), S(n), H(n)是新發現的數列。 六、本研究討論正三角形、正方形、正六邊形為底。其他正多邊形皆無法研究。 七、以「m列m+K行」長方形為底的三維不完整堆垛,只能橫放方法數 A(m,k)=1+A(1,K)·(m-1)2+A(2,K)·(m-2)2+…+A(m-2,K)·22+A(m-1,K)·12 若能橫放或直放方法數 R(m,k)=4R(m-1,l)-2R(m-2,k)+R(m-3,k)+(2k+1)R(m-1-k,k)-(2K-1)R(m-2-k,k) 八、以股長n之等腰直角三角形為底的三維不完整堆垛,方法數 I(n)=3I(n-1)-2I(n-2)+I(n-3),其中I(1)=I(2)=1,I(3)=2。 九、以邊長n之菱形為底的三維不完整堆垛,方法數r(n)=5r(n-1)-r(n-2)+r(n-3),其中r(1)=1, r(2)=3, r(3)=15。 恰與平行四邊形相同。 十、正三角形與菱形的凹洞數有2倍關係,影響方法數。

鐘年發福-探討模擬洞穴對鐘乳石生長之影響

實驗主要探討鐘乳石在不同環境下生長的比較。我們發現溼度高的環境中鐘乳石外型細、風大的環境中鐘乳石外型粗。溫度高的環境適合鐘乳石生長,濃度高、縫隙大、濕度高、風大、溫度高的環境下鐘乳石生長較快。

實現高中職社區化───探討凸多邊形的最佳位置

本研究在於探討公立高中職的最佳設立點。考慮一些特殊情況,我們可以把鄉鎮市地圖近似成凸多邊形,並以學校到地圖中最遠點距離最小為原則進行研究。 我們從三角形出發,發現最佳位置與其外心有關,從而推論到頂點共圓的多邊形。在研究頂點不共圓的多邊形時,我們把多邊形以對角線拆成不同之三角形,我們經由觀察得知多邊形最佳位置必落於其分拆之三角形最佳位置上。藉由程式模擬,可求得任意多邊形之解。 我們以研究結果套用到觀音鄉及新屋鄉等真實情況下,並提供該模型可能的其他應用,如可被廣泛應用到設置通訊網路、便利店、服務站台、水庫、醫院、警局、捷運站等問題上。

鐵磁流體之製備與研究

使用國中實驗室設備,利用化學反應製造出四氧化三鐵(Fe3O4),以檸檬酸為表面活性劑將四氧化三鐵溶解成流體狀態,透過不斷的實驗,尋找製備磁流體的最佳製程,製備出磁流體,並進一步研究磁流體的磁性表現。

南投縣梅的調查與研究

(一)「梅花,梅花滿天下,愈冷它愈開花,梅花堅忍象徵我們,巍巍的大中華,冰雪風雨它都不怕,它是我的國花。」這首歌您會唱嗎?還有「望梅止渴」的故事您聽說過嗎?回憶起小學時候,尚覺得很陌生,到國中上生物課時,生物老師學有專攻,詳細地告訴我們有關梅花的意義和故事,同學們聽了好感動,也很有趣。(二)我們 南投縣,位居台灣省地理的中心,四面環山,而不臨海,且地處偏僻,沒有鐵路(縱貫線)亦無高速公路,到處是青山綠水,風景幽美,就因為這「山」,我們的縣民多從事「靠山吃山」的行業。我們有廣大的「山坡地」。有的是「果園」。我們喜愛芳香撲鼻的梅花,更愛吃生津鮮渴的梅果加工製品,因此做更進一步的調查和研究了。

趣談多邊形點數之關係

當任意多邊形每邊點數不斷增加時,總和點數應該是多少?其變化之方式又是為何呢?當圖形由平面改成立體時,其總和點數之變化是否又與平面時的變化有何關聯呢?本篇文章主要是探討多邊形在每邊點數不斷增加時,總和點數之變化情形,進而探討在三角錐、四角錐…至 m 角錐之總和點數,循序漸進的去找出數與形之規律。