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國中組

纜纜升起 震震有辭-地震與纜車的邂逅

本研究主要探討纜車在地震時的晃動情形,並嘗試設計抗震裝置。研究結果如下:一、纜車車廂重量較輕者,位置越近塔柱晃動時間越短,但是晃動幅度較大;重量較重者,位置越靠近塔柱晃動時間越長,晃動幅度較小。二、纜車個數越多時,從晃動開始到結束時晃動時間有縮短趨勢。三、纜繩上揚角度須維持適當,以減少纜車於地震時晃動時間。四、塔柱高度過高或過矮,晃動時間較長。五、纜車重量不同,在水平震動和垂直震動時,晃動時間皆有峰值出現。六、抗震設計的部分目前認為於纜車加裝吸震彈簧是較為可行的方案,也是未來值得我們繼續研究的部分。

「泉」變了!? - 礁溪溫泉泉溫的時空變化初探

我們想要透過查閱、分析礁溪溫泉區監測井資料,探討礁溪溫泉泉溫在時間、空間上的變化。從監測井資料分析的結果,我們發現:淺部溫泉隨著深度增加,溫度也跟著升高,以停車場監測井溫度變化最大,高達8.5度;而大忠路的溫度變化則最小,僅有3.08度。而深部溫泉的溫度,則幾乎保持不變。在本研究分析的六口監測井中,最高溫出現在位於溫泉核心區的香檳井,最低溫則是位於溫泉區邊緣的大忠路井。從幾次點井開發後,六個溫泉井的水位均明顯下降,同時也造成四個溫泉井淺部的水溫下降。最後,我們也發現,奇立丹、溫泉公園的泉溫出現長期下降的趨勢。

樂活綠能避震器--威爾斯渦輪在液壓避震效能的探討與應用

在為單車找尋環保能源,我們從事回收避震動能的研究:利用簡易材料設計組裝,將避震作用時液壓往復流動所產生的動能,推動威爾斯渦輪發電,便成為複筒式液壓避震發電器。 1.控制適宜的扇葉盤外徑、葉片數量、翼面阻推點、葉片厚度、通氣比等,可以有效提高渦輪運轉效率 2. 調整發電負載所產生的阻尼強度,可提供不同程度避震強度的需求 3. 複筒式的雙向水流,可有效提高轉動的連續性 實測發現:發電負載與避震強度的相互作用,可將避震時消耗掉的動能轉化為有用的電能儲存,過程中還能達到舒適騎乘與環保無碳的目標。小兵立大功,解決能源問題,更帶來舒適與安全!

奈ㄟ安呢...蓮葉上的奈米科技

奈米科技的發展可說是材料界上一個重大突破,在我們生活周遭的花草鳥獸,許多都具有奈米級構造。本次的研究在於試驗奈米溶液是否能使不同基材(棉布、水泥板、木板與玻璃)達到類似蓮葉表面疏水的功能?先將奈米溶液塗佈或浸泡於四種基材樣本上,再藉由滴水珠於四種基材上分別量取其接觸角,取得實驗數據與繪製各項關係圖,並比較浸泡過奈米溶液的棉布、水泥板、木板與玻璃等四種基材,其持久性如何?希望藉此實驗所用之基材應用於生活環境中,將棉布應用於窗簾、布沙發…;玻璃應用於窗戶、櫥窗…;木板應用於木製地板、傢俱…;水泥板應用於牆壁…等等,以「大自然為師」打造一個自動清潔的家。

星星、月亮與太陽的美麗邂逅-圖形的平方化

本研究是為了可以將不規則形做簡單的改變,使它變成容易計算出面積的正方形。而若要將多邊形變為正方形,就必須將它平方化。我們製作出長方形、三角形、梯形、圓形、新月形、星形等圖形平方化後的結果。 拜賜科技的發展,電腦已能使各位可以輕鬆地計算出任何圖形的面積。以前的幾何學家利用尺規作圖繪出一維圖形(直線)與二維圖形(圓),但卻一直無法繪出如拋物線的複雜圖形。另外還有一個很大的問題存在,那就是面積的計算-----平方化的問題。一種將圖形切割後化為正方形的方法,可使面積更易算出,不須使用其他圖形的面積公式,若能做出這樣的圖形則稱此圖形為「可平方化」或「可正方化」。

透視卡布列克怪數

若一個數字能從中間(偏前或後)的斷開兩個數,求其和再平方即為原數,稱卡布列克怪數,形如88209=(88+209)2、2025=(20+25)2。 我們選擇了拆末m位去列出一元二次方程式,分析公式解的數值關係。利用整除的概念去找同餘數,發現餘數的對稱性及單一性。 最後我們得到了拆末m位卡布列克怪數的所有個數與99…9 (m個)相異質因數的排列組合個數相同,而這些數皆為質因數任意組合後的倍數。 過程中,我們找到一份2005年第四屆旺宏科學金牌獎的資料,將我們的算法套用在她所提出的雷霆數,發現除了能簡化原作的計算技巧外,更和卡布列克怪數有相同的結論。 接著我們也去試平方和再現數,也是同樣。而這些特殊的結論,讓我們對這些經由不同方式回到自己的再現數更加充滿了興趣。

亂石堆

生活中的各種小東西中都隱藏著一些規律的數型關係。有一天,我們在偶然的巧合下\r 看到小學MPM 上的一個九九乘法表,仔細一看,發覺裡面各數字間的排列有規律性,\r 和我們之前學的數型關係及現在學的等差等比數列很有關係,於是激發了我們的好奇\r 心,在數學老師的指引下,開始研究有關「級數」的東西。

Geogebra的兩平面鏡成像數

如圖(0),當兩平面鏡M1、M2,鏡面夾角為θ(單位:度),物體與兩鏡交點所形成的線段分別與M1、 M2的角度為θ1、θ2 (單位:度)。利用GeoGebra推導兩鏡中成像數的公式。可以寫成以下5點,其中 [ ]:高斯符號︰ 1.當180°-[180°/θ]×θ=0°,成像數= [180°/θ]×2-1, 2.當0°<180°-[180°/θ]×θ<θ1 且 0°<180°-[180°/θ]×θ<θ2, 成像數=[180°/θ]×2, 3.當 0°<180°-[180°/θ]×θ<θ1且θ2<180°-[180°/θ]×θ, 成像數=[180°/θ]×2+1, 4.當 θ1<180°-[180°/θ]×θ 且 0°<180°-[180°/θ]×θ<θ2, 成像數=[180^∘/θ]×2+1, 5.當 θ1<180°-[180°/θ]×θ 且 θ2<180°-[180°/θ]×θ, 成像數=[180°/θ]×2+2。 我們歸納出這個公式,已修正蒐集到的文獻所描述公式不足之處。 簡單說文獻上的公式︰ 若 360°/θ ∉ N ⇒ 成像數為 [360°/θ] ,其中 [ ]:高斯符號 。 這句話只陳述了部分事實,沒有說出全部事實,所以不能當公式使用。

一羽中的

本研究從第 53 屆全國科展「羽置今拾」延伸,以將羽毛球收集整齊為此次研究內容與目的。此次成品應用Arduino控制板、超音波感測器與紅外線感測器進行組合,並實際製作出成品。將其過去作品改良,使連桿裝置的摩擦力變小,達成快速拋起動作,並利用馬達、凸輪與彈簧的機械結構組合,使每次撿拾羽毛球的力道相同,便於研究羽毛球的掉落與集球裝置位置。利用紅外線與超音波組合,感測羽毛球將其自動拋起,且使羽毛球能夠準確地掉入自製集球器當中,完成半自動化的撿拾裝置。

格格「有路」:點數 面數-線數=1?!

生活中隨處可見數學的美與它的影響力!學校停車場地是我們每天上下學必經的場地,原本熟悉、平凡到無奇,想不到可以從一個簡單的問題中,透過不斷的追問、觀察、發現與驗證,進而確定其中數形的變化規則,而且我們還發現這些有規律的平面圖形結構,其間的(交點數+單元凸多邊形面數-之間相鄰的邊數)竟然都等於定值1!想不到課堂上所學的數學知識,真的非常有用,幫助我們快速又準確解決看似複雜的趣味難題。