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國中組

游泳池可以減震耶!-–流體阻尼的研究

台北101大樓單擺式的調質阻尼器,透過質量塊與結構體反向擺動的現象,讓主結構上的能量藉由調質阻尼器擺動而消耗,但是約需4層樓高的空間來安裝整個阻尼器。我們想有沒有其他阻尼方式也可以達到相同效果,如流體阻尼器。因此,我們設計實驗探討流體阻尼器的可行性,並試著找出最佳流體與最佳減震方式。經過模擬實驗,我們發現水槽具有不錯的減震效果;而介於液體與固體之間的凝膠狀流體減震效果更明顯。適當的黏稠度(密度約為1.135 g/cm3的太白粉凝膠液)減震效果最好,大約可以減震21%;若加細網隔間,則可以減震超過27%。因此建議一般大樓可以在約85%樓高的位置放一個適當大小、裝適當黏稠度的凝膠液槽或游泳池,將有不錯的減震效果。

八隻青蛙與停車場的邂逅

本作品從解決科學研習月刊中的一道題目著手:《八隻青蛙》,給出了「有幾片荷葉有青蛙」與落點的一般式。而且我更延伸原題,定義出新的「停車場問題」,不但找到Cycle的一般式和落點的快速演算法,還發現了原題與新題分別欲求的解答,兩者之間存在數種對射。最重要是發現了停車場問題Cycle和巴斯卡三角形的關係!

黑白變-變色薄膜研究

我們從變色眼睛裡得到了靈感,想把變色的機制衍生運用,希望可以製作出一個變色薄膜,就可以輕鬆把它應用在我們教室的窗戶上,就可以擁有遮陽物品。我們大致分為兩部分討論,一是固體壓片,二是軟式變色薄膜。從固體壓片實驗,得到壓片製作方式變黑和退色的速度都太慢。軟式變色薄膜的製作方式,藥品為硝酸銀和氯化銅的乙醇溶液在保麗龍膠內混合均勻,形成軟式變色薄膜。而且在我們實驗過程中,得到最適合的Ag+和Cu2+ 莫耳數比是10:1,利用這比例做出來的薄膜,變色的速度最快,而且可以重複使用,退色後,再照陽光會再變黑。我們改用氯化鈣代替氯化銅時,反而退色的效果變好。我們最後覺得氯化銀顆粒的大小是決定退色效果的主要因素。

我抓得住它──虛像

利用『視高-三角形法』推導平面鏡、凸透鏡和凹透鏡的虛像位置,所得到的式子完全相同,並確實驗證課本中有關平面鏡後的虛像,準確度極高。再進一步測量凸透鏡虛像,用相機拍攝凸透鏡面上像的視高度,推算出虛像的位置及大小,再求出焦距,以上兩點支持本實驗方法的可信度。在國中無法測出凹透鏡虛像位置,而高中以視差法及視線插針法測量凹透鏡虛像的誤差極大,本實驗『視高-三角形法』,不論在實驗數據的取得或是焦距的一致性均優於高中課程。另外當物體在凸透鏡的焦點外,雖在另一側成倒立的像,但因觀測者(眼睛或相機)位置不同會有不同的結果,若實像的位置落在觀測者的後方,將觀測到正立的像,如果落在觀測者的前方,將觀測到倒立的像。

負數的面具「和拾數」

從背九九乘法表開始,我們就對除法充滿新奇並也有份神秘感,在當時我們只覺得很不容易猜到商是多少?餘數是多少? 到了國中,在課本中又發現要去判定是否兩數有因數倍數的關係時也是使用除法去算;但是課本中列舉了 2 、 3 、 4 、 5 、 9 、 11 等幾個不需要使用複雜而長的除法就可以知道是否會整除的計算技巧。 因此我們在想是否有較簡單而不複雜的計算過程,可以來幫助計算?所以我們決定對四則運算加以研究整理,期望能找出一些規則或方法來減少傳統運算上的不方便。

家家有污水槽,溪水環境更美好 -開發智慧型家庭污水處理槽系統設計之研究

本研究以家庭污水做為研究對象,根據專家說明,污水處理效果要好,需精確掌握好氧菌的數量及停留於污水槽內的時間,藉助科技輔助,設計一套智慧型家庭污水處理槽系統,藉此遠端監控家中排放的污水處理狀況。 研究結果顯示: 1、能建置一套有效能的智慧型家庭污水處理槽系統。 2、能提供使用者利用手機來遠端監控家中戶外之家庭污水處理槽系統。 3、能讓使用者利用手機來了解家庭污水排放水質數據是否符合排放標準。 4、能提供家庭污水二次再利用之系統建立。 5、能建立一套節約能源的智慧型家庭污水處理槽系統。 期望藉著家家有【智慧型家庭污水處理槽系統】的理念推廣,並傳逹守護河川的環保概念,呼籲更多人關心水的關係變化並珍惜水資源。

環保小尖兵

去年暑假和家人去陽明山小油坑遊玩,解說員隨手拿出廣用試紙檢驗硫磺水的酸鹼性。回家後,我們就想到:是否可以做出各種檢驗水污染的試紙,以方便檢驗;於是我們立即展開以下的實驗。

利用系列光點強弱變化測定星等之方法

約半年前,我發現單一光點斜向進入普通平面玻璃鏡面後在玻璃介質內會發生多次折射反射現象,在該鏡面上形成一系列可見之光點。旦自第二光點以後亮度逐漸減弱。又該系列中光點個數與光源強弱成正相關。故聯想到若將普通天文望遠鏡中之天頂稜鏡換裝成該種(普通)平面玻璃鏡後,應有相同效果,即可用來判別星等。一一經試行改裝後,在普通天文望遠鏡中觀測任一星體均可見一系列之光點。且光點數確與星體亮度成正相關,即較亮之星體在望遠鏡中分散成可見之光點較多,較暗之星體可見光點較少。

電解廢液真是環保的元兇?

(一)從報紙上得知,電鍍工廠排放廢液造成大量環境污染。 (二)我們在學校實驗室完成電解(實驗 13- 4 )、電鍍( 13- 6 演示實驗)甚至鋅銅電池(實驗 14- l )等實驗之後所剩下的廢液如果直接排放,是不是同樣也會造成環境的污染呢? (三)電解廢液不應該只是破壞環境的元兇,其實電解法本身應該也是解決電解廢液問題的答案才對。因此我們計劃將實驗室中現有的電解、電鍍設備加以做簡單化、安全化之改良並與其他方法結合,尋求其處理之最適條件。以此改良之電解方式不但可以達成降低廢液濃度到環保排放標準的主要目的,同時更可以將其中的重金屬成分回收作再利用;而且乾淨、迅速,不會造成二次的污染。

茶花萃取液之抗氧化能力及其生活上之應用研究

本研究主要探討茶花萃取液及茶花花露水之抗氧化能力,我們使用在學校近郊茶花農場,現採之新鮮茶花花瓣,以95%乙醇萃取的茶花萃取液及用水蒸氣蒸餾法萃取之茶花花露水,進行本次的實驗研究。 在檢測茶花抗氧化能力方面,我們主要以DPPH、螯合亞鐵離子所配製之試劑,經分光光度計測量吸光度下降量,來了解茶花之抗氧化能力;另以總酚、總花青素、碘滴定和過錳酸鉀滴定等方法來檢測茶花之抗氧化能力。 經研究初步得知,茶花萃取液具有良好的抗氧化能力,茶花花露水亦具抗氧化能力,唯較茶花萃取液之抗氧化能力弱;茶花萃取液及其花露水,可應用於製造手工皂、乾洗手液等諸多用途,值得多多推廣利用。