全國中小學科展

國中組

對號入座─簡易資源回收分類設備

現政府正大力推行資源回收上作,但因國人嫌麻煩或不習慣作分類回收,以致回收效果不彰。故本研究欲藉由簡單的物理原理,使用者只需投入一個資源回收筒,即可將資源回收物分類回收,以解決資源回收效果不彰之問題。

百元有找~簡易清淨抽排氣箱之研究

我們利用馬達電流磁效應原理,組合抽風扇及排風扇的電能轉換成動能的設計,成功地自組出百元有找的簡易型的清淨抽排氣箱。對於經費拮拒,動輒幾萬元的大型抽氣櫃設備都缺的國中實驗室而言,我們的設計,無疑地解決了學校需抽氣櫃或無菌操作台來做實驗之問題。

逆流而上~測量物體於流體中所受阻力之創新實驗設計與簡易方法

本研究主要目的是創新設計一套既實用又簡便的實驗裝置,來測量物體在流體中運動所受的阻力大小,此裝置可自由的改變液體流速並利用聯通管原理控制水位高低,藉以使液體流速保持穩定,並由電子秤的讀數迅速得知阻力之大小。 為了瞭解本實驗裝置之精確性,本組使用鋼製球體及圓柱體分別在水及甘油中作相對運動來實際測試。實驗結果發現,在湍流的情況下,當物體為球體或圓柱體時,其所受慣性阻力大小與物體的橫截面積A及相對運動速度v的平方成正比;而在層流的情況下,其所受黏滯阻力大小與物體半徑及運動速度v成正比。結果與理論相符,意謂著本組所設計的創新實驗裝置是一個能簡易測量物體在流體中運動所受阻力大小的有效方法。

埔里『鋒』『雲』--雲與埔里在地天氣之相關探討

我們這次的研究是針對埔里在地的天氣,以「雲」當主要媒介(當然它同時也是主角),做較長時間的觀察。在此略述我們這次研究的成果:(1).我們利用二種模式來分析冷鋒與天氣變化的關係,發現不論在溫度、濕度、氣壓、風向和雲系變化方面大都有一定的規則可尋。(2).我們選取卷雲、卷積雲、高積雲、層積雲和巨塊積雲等五種雲類,觀察其出現時與天氣變化的關係;其次,為了能夠預測天氣,我們也對該雲類出現後3小時、6小時和隔天早上的天氣,做進一步的分析探討。(3).我們把實際觀察的數據和中央氣象局鄉鎮天氣預報資料做個比較研究,發現:中央氣象局溫度預報的誤差率約為10%,溼度預報的誤差率約為-15%,而天氣狀況預報的誤差率約為31%。

暗藏玄機-跳舞草的秘密武器

本研究目的在探討引起跳舞草擺動的刺激物及原理,並進一步探究跳舞草擺動的生態意義。由實驗結果,我們發現跳舞草的側葉在接受非直接的”音波”或”磁場”的刺激,以及探針或昆蟲的直接刺激,皆會引起側葉擺動,甚至引起鄰近的側葉也一起受到影響而開始擺動。我們推測接受擺動的構造可能位於主葉基部細毛,我們稱它為「感應毛」;感應毛的數目以及長度可能會影響側葉擺動的強度。研究中,我們設計逆境實驗,由結果我們推論,跳舞草在演化過程中,可能演化出一些構造或功能,保護其新生組織。如初生幼葉,常呈現下垂對折閉合,可能是盡量減少受損的可能;兩側葉擺動亦可能是跳舞草演化出的重要保護功能。

秀色可餐?無影殺手

中國人好客,喜歡以“食”會友,各類場所均以“食”為依歸,“民以食為天”正說明了中國人對吃的重視,但實行蝗蟲哲學吃吃吃,並不代表吃的對和吃的恰到好處。以“吃”立國,於是中國吃的毛病一一消化道疾病也特別的多,真可謂禍從口入!“米”是我們日常生活中的主食,主食不當牽扯出來的問題可不少!且看我們的實驗:

數字夾心餅

本作品研究一種梯形,梯形裡含有許多個菱形,菱形四個角均有數字a、b、c、d,滿足axc=bxd=1 。 這些菱形排列成,上下底都是1,列數7層梯形如下圖。由正整數矩陣在平面上拼貼,屬於Frieze Patterns的一種形式。 不同於Henry使用遞迴方式尋找Frieze Patterns的週期。我們使用國中教材所提到多項式四則運算進行結構分析。 本研究證明相鄰正整數的互質與倍數關係、梯形存在性、兩種研究策略、轉換、結構設計準則、 層結構週期為 及第2列任意連續 個自然數總和的不變量,並討論1層與2層結構的退化。 我們討論生成數列最大值、是否同構判斷準則、降階關係及非同構組數上下界,得到一個和非同構組數有關的不等式。 本研究可應用於「檢查碼」;同時透過顏色與結構週期的對應,得到美麗圖案。

進擊的蟲蟲-蟲蟲的終極奧義

本研究源於參加Power Tech科技創作競賽,要製造一隻兼顧「接力賽」及「拔河賽」的蟲蟲機械獸。結果發現: 一、連桿越長蟲蟲移動速率越慢。 二、有軌蟲蟲較無軌蟲蟲走得快。 三、防滑貼條位於身體後段,速率最快。 四、蟲蟲後段身體過輕,導致行走翻覆;而蟲蟲後段身體過重,蟲蟲會拉不動配重。 五、重心位於後身前端或中間,行走速率最快。 六、曲柄越長,行走速率越快。 七、配重為4個螺帽、6個螺帽時,以連桿12cm蟲蟲速率最快。 八、後身高度為5公分,角度為20度的負重量最大。 九、防滑貼條貼在前段時,負重力較佳。 十、當重心位於前段,且角度介於10度到20度時,負重量增加。 十ㄧ、防滑貼條摩擦力適中,負重量最大。

開啟密室的小縫~靜電理論不完善處之探討與現象揭示

靜電對現代高科技的影響是不容忽視的,但多數教科書講述的靜電理論,並不能明確解釋一些特別的靜電實驗現象。因此在控制濕度下,分別對「摩擦起電」、「靜電感應」、「接觸起電」、「帶電體的去靜電」、「金屬的接地」、「絕緣體的接地」等靜電現象的相關細節做了檢驗與研究,得到驚奇的發現,並修正了理論說法,也藉此改良設計出使驗電瓶帶最大電量的新方法、甚至在這次的研究結果中,推翻了一般人對靜電造成的生活經驗謬思。

1A2B之我要贏電腦

從昌爸工作坊-數學遊戲中,我們發現了猜數字類型的遊戲,為了找出最少次的答題步驟,我們開始此次的研究。在反覆的計算及討論中,我們發現了其中的技巧、探討出如何過關的最佳方法,並延伸出自己的出題方式反制對手(電腦),為我方爭取更多的答題時間。 這次的研究運用了推理及簡單的排列組合,透過對手給予我方的提示,逐一的解題,並用此排列概念,研發出一套屬於自己的解題方式,並用此方法,繼續探討其他位數(二位數、三位數、五位數等)的解題模式。 此件科展作品注重於如何快速的答題及牽制住敵方,且破除網路留言板中所流傳的「絕對步數」,在七步內能夠完成,期望能夠保證在七步(或是更少)內一定完成,讓我方獲得勝利。