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國中組

比薩斜塔與瓶子的約會

我們在Yahoo拍賣網無意間發現一個特別的「重力傾斜」酒架,雖然只是一根鋼管卻能完美站立,於是製作了許多不同規格的酒架和酒瓶去找出讓整體系統能夠達到平衡的原因,最後發現影響整個系統穩定因素與酒架的角度、酒架的切口、酒架的底面積大小及重心有關,而從中更學到槓桿定律的平衡原理。在研究當中意外發現編號9的酒架(酒架角度60°、切口角度120°)所形成的平衡系統姿態與網路「重力傾斜」酒架幾近相同,但因60度的酒架無法與裝滿水的啤酒瓶和紅酒瓶達成平衡系統。故取其長寬比做為依據,便可設計出符合「重力傾斜」酒架美感且又能達到穩定系統的酒架長度。

三角形可變動的外西瓦線之共點問題

2001 年 Larry Hoehn 提出了 △ABC 的三個旁接三角形的西瓦線之共點性質,近年的相關研究都是探討邊上作正方形或矩形而構造三個旁接三角形。本研究不限於直角,創新探討角度一般化情形。考慮以 △ABC 頂點為旋轉中心,將三邊分別旋轉實數 φ 後,構造出可變動的三個旁接三角形。我們發現可變動的三條外中線交於一點、三條外高交於一點、三條外中垂線交於一點。我們先探討前述三個動點的軌跡,發現著名的 Kiepert 雙曲線,本研究為 Kiepert 雙曲線的新構造法。接續研究任選兩點所構成的直線性質,有趣的是,外高交點與外中垂線交點連線恆通過重心;外高交點與外中線交點連線恆通過九點圓圓心,我們給出共線三點的有向距離比例常數。最後,再探討三個動點共線的充要條件。

藥你長得好–探討肉桂對植物生長的影響

實驗先選用六種中藥氣味與小白菜進行共培養,並選擇肉桂進行後續研究。結果顯示肉桂氣味可抑制植株生長,且距離越遠,對植物影響越弱。 為提升研究實用性,我們改將肉桂粉泡水施用於小白菜根部,當肉桂水濃度低於0.3%時,可顯著促進小白菜生長,濃度高則無效。說明了肉桂濃度會影響植物生長,且經根部吸收後,對小白菜有益處。接著我們將肉桂水分別和對植物有益的維他命C及對植物有害的逆境進行共培養,以了解其對小白菜生長的影響。結果顯示,維他命C水與肉桂水混合無法促進植物生長;而肉桂水則可減緩植物受鹽逆境、熱逆境、淹水逆境抑制的情形。 實驗結果說明了肉桂氣味可作為抑制植物生長的媒介,而肉桂水則可作為提升小白菜生長的良好資材。

蘋果奇幻世界中的畫筆—我看見了觸控

目前市面上最夯的產品莫過於蘋果公司的iPad或iPhone了,使用者用手指去觸控著螢幕,而這動作似乎漸漸成為一種風潮,成為一種流行又時尚的肢體動作。然而,如何在螢幕上書寫或繪圖呢?只能用手指?好看嗎?蘋果公司公司並沒有隨附觸控筆。所以,我們特別用了一些家中常見的材料去自製價廉且實用的觸控筆,而且,由於材料的取得方便,一般人也可製作,如此就可大大提升iPad等這類平板電腦的功能了。另外,iPad螢幕為電容式觸控螢幕,其原理就是表面電流的流出(流入),所以我們也利用有類似原理的電漿球來模擬iPad螢幕,從中找到共同點,並從其中電子軌跡的變化看見了觸控,甚至以電漿球代替iPad進行實驗,延伸了此實驗的廣度,也為實驗增添一些意料之外的趣味性。

尋找紙環飛行器的黃金比例

我們想透過實驗研究,尋找如何將此飛行器飛得更遠、更穩,並找出它的黃金比例後,能將此富有科學探索精神的遊戲加以推廣,讓每位兒童都有歡笑童年。根據本次研究結果,飛行器之黃金比例為:※紙環周長:大的為16cm,小紙環為10cm。※紙環寬度:5cm。※吸管的長度:20cm。※紙張材質:以200 磅的西卡紙最佳,但以一般的影印廢紙即能有不錯的效果,因此不需另外花錢購買紙張。※發射的力道:越用力效果越好。※發射的角度:以20 度為最好。本次實驗過程中遇到三個主要的瓶頸。首先是飛行器製做過程兩紙環跟吸管間無法牢固以往是用膠水跟膠帶,後來不斷試驗才克服這個問題。第二是發射器製做,以往用手發射無法克服定量問題後來嘗試用橡皮筋、彈弓都無良好效果,最後才製造出效果不錯的發射器。第三是發射角度問題,拿在手中誤差大後來改用桌面、譜架都遇到困難最後改用鐵椅才克服問題完成實驗。

電梯謎蹤

先解答老師給的 「 電梯謎題 」 後,再深入去研究 : 若是建築物有n層樓,每部電梯 ( 底層和頂層以外 ) 只停留其中的k個樓層,由任一樓層到另一樓層都可直達,不需要更換。那麼,最少需要幾部電梯呢? 我們先計算出樓層與樓層之間互通的總乘次,再去計算每一部電梯可以承擔的乘次,不足、重複了多少?需要新增幾部?最少(短少一個乘次、短少一個樓層的範圍以上)需要幾部?結果發現 : ① k=3、4時,n與最少電梯部數之間存在著規律性 ; k=3時,奇數樓層(2r+1)比偶數樓層(2r)需要多新增 [2r/6] 部電梯 ② n與k在特定的對應範圍下,3部、4部、6部電梯即可 ③ 結合多邊形的頂點數、邊數、對角線數,所找到的最少電梯部數的可行配置方式,發現不僅僅只有一種

「油」什麼差別?

探討不同濃度含氟樹脂對不同針織物(擦拭紙、尼龍布、不織布及碳纖維布)疏水疏油及油水分離的影響。根據實驗結果,含氟樹脂的添加能使不同針織表面具有超疏水疏油性及油水分離特性。針對以上結果,可以歸納以下幾項重點:氟比例的增加對於尼龍布液滴接觸角沒有顯著的影響,但當氟比例高到1%以上,其水接觸角皆大於160度以上。尼龍布具有次微米級的纖維,需添加較高比例的氟,才能達到疏水效果。相較於擦拭紙與不織布針織表面,尼龍布不僅分離速率快,亦可達到油水分離性能佳的優勢。因此,水的接觸角越高,油的接觸角越低,水與油的接觸角差異越大,此油水分離膜的效果越佳!而碳纖維厚度越厚雖然有利於疏水性能提升,卻使得分離速率慢且由水分離性能效率低。

米蟲?很久沒見過了

平時若白米放太久沒吃完,就會滋生米蟲,故因此想設計一套方法可以有效驅除米蟲,減少米蟲的危害。一開始先觀察米蟲的特徵外型與行為,做一些簡單的紀錄,發現二種常見的米蟲--米象與擬穀盜。以擬穀盜為實驗材料,利用各種可驅除其他害蟲的方法,如色光、氣味、溫度等,設計實驗去研究驅除米蟲的效果,發現冷藏法與使用柳丁皮、辣椒、大蒜的氣味驅除米蟲效果最為實際與有效。

面積切割

二年級下學期教到『生活中的平面圖形』這個單元時,老師在習作2-1 中補\r 充『希臘十字切割』以及『對稱法』的圖形。下課後,阿霈在觀察面積切割方式,\r 發現:1、2、4、5 均可切割平鋪為正方形,為何獨獨沒有3?於是阿霈去找數學老\r 師討論,老師回答:「這是個很有趣的問題,上學期我們學過的『商高定理』,也涉\r 獵了面積切割的問題,你不妨找幾個同學一起去深入探討一番。」隔天阿霈和幾個\r 朋友閒聊時,談到這個問題,小文:「是不是每個數目均可切割成正方形?方法都\r 一樣嗎?」婕瑋觀察完說道:「我覺得這些圖形各有獨特的拼切方式,會不會拼切\r 的方法都不一樣?」,小慧頓時靈光一現:「我們何不實作來探討這個問題?」

力拔山河

民國 84 年 9 月 13 日的中國時報人物介紹 〔 台中光華高工體衛組長吳崑德老師,引進日本拔河技術多次奪得全國冠軍)引起同學興趣,我們拜訪吳崑德組長,蒐集資料來進行研究。