全國中小學科展

國中組

致命的吸引力-臺灣地震與月亮仰角及潮汐之相關性研究

本組以中央氣象局地歷年芮氏3以上地震做中、強度地震發生時間點分析月亮仰角及潮汐。月亮仰角以上升月仰角30度內最多占16%。潮汐:強震發生在乾、滿潮及漲潮2-4時內在26-27%強。故強震受潮汐影響,53%發生在漲潮2-4時內,是受月球引力作用力及反作用力影響,在滿、乾潮發生時引力造成板塊推擠拉扯引發地震機率大。 近年強震較過去108年增近2倍。以民99年最多,98年和101年的總地震超過750次,中級地震「月沒到3時」達16%,與海平面上升引力相關性堪究。民98年近日點與遠日點地震合計48%,在近日點與遠日點地震機率高,推測近日點是月球和太陽引力交互作用;遠日點受月球引力相對變大,雖減萬有引力但月球引力及潮汐影響相對較太陽大。

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。

當海浪遇上陸地-各式堤防對海岸流沙量的影響

我們以新竹外海的新月沙灣作為研究對象,實地勘查測量沙灣地形,並將其測量數值縮小為89倍,作為實驗的場地大小。我們選用不同種類的堤防,如:消波塊、離岸堤及蛇籠等,並以不同的排列方式進行流沙量測量。我們發現以消波塊一字型排法的流沙量最少,複合式排法(消波塊+蛇籠)與蛇籠八字型排法所造成的流沙量次之。 消波塊具有消波之效果,但長時間使用的情況下,反而會有加速海岸沙量掏空之問題,反之,蛇籠由於富於撓曲性,當海水將沙岸刷深時,蛇籠憑藉其本身的重量而自動變位下沈,可達到防止水流沖刷淘深沙岸之目的。考量此兩點敘述,可改用蛇籠八字型取代單純只使用消波塊的方法。

另壺沖 酵OUT茶毒

研究利用酵素、茶葉、基質和呈色劑產生呈色反應,觀察酵素的活性受農藥影響的程度判斷茶葉和茶水農藥殘毒多寡。 經過兩次改良,設計了易攜帶、低成本的木製比色儀器,用不同濃度硫酸銅水溶液確認自製儀器測出電阻數值和水溶液濃度有正相關,用呈色反應的黃色溶液測試自製儀器宜搭配紫色LED光源,用Tinkercad軟體繪製3D設計圖,並3D列印出儀器成品,可量產供大眾居家使用。 利用分光光度計測量茶葉吸光值農藥殘毒抑制率,發現與自製儀器電阻抑制率接近,自製儀器檢測茶葉、茶包、茶水農藥殘留抑制率,也探討泡茶溫度和時間對農藥殘毒抑制率的影響,實驗證實,將洗茶水溫80°C、時間20至30秒洗茶的第一泡茶水倒掉,可去除原茶葉中96%以上的農藥殘毒。

酒不醉人人自醉

經實驗結果驗證,簡易飲酒估算表及呼氣及血液酒精濃度估算表,計算出的數值是具參考價值的,雖然不同個體差異大,但無論你對酒精(乙醇)的吸收或代謝速率不同,實測結果都不會高於估算值。 女性體內酒精的平均代謝速率1.91小時較男性2.63小時為快,飲酒後臉部顏色也與酒精代謝有關,臉色越紅的人需要越長的酒精代謝時間,對乙醛敏感的醉酒反應也較明顯。 喝酒前、中、後飲用葛根、葛花茶,確有降低醉酒的身體不適反應及加速酒精代謝的效果。

卡特三明治

我們利用公式解來求出通過任意點的直線L,使其將三角形分割成任意要求的比例,我們將任意比例設為K:S,其中K為較小的部份,S為較大的部份。我們在計算過程中,將三角形的其中一銳角放置在O點,以X軸為邊,則三角形將會有三種情況,分別為:銳角三角形、直角三角形、鈍角三角形,我們將各個三角形再分為三種情況。我們將任意點設為 P,座標設為(u,v),設直線 L 通過 x 軸的點為 Q,且 Q 要在 O 點與 A 點之間。通過三角形的左邊的點設為 R,通過右邊的點設為 T,且 R點要在 B 點與 O 點間,T 點要在 B 點與 A 點之間。則我們可以求出過任意點將任意三角形分割成任意比例的直線方程式公式。

異〝次〞元的狙〝積〞手-探討數的倍數乘積和次方的關係

本研究旨在探討科學研習月刊57-8期中「用三湊三」的問題。意即以3的次方數 (30,31,32,33,34…)用加法湊出3的倍數的方法數,第一步先以直接劃記的方法解題,算出其方法數,接著利用高斯符號、組合的方式直接計算其方法數。爾後將湊出3n的方法數藉由觀察數型規律進行分析探討,推論出符合數列的遞迴關係式,並以數學歸納法驗證它。我們亦進一步延伸探討其方法數之同餘關係。 秉著同樣的解題方向,研究以2的次方數(20,21,22,23,24…)用加法湊出2的倍數的方法數、 4的次方數(40,41,42,43,44…)用加法湊出4的倍數的方法數,然後加以驗證,最後進一步推廣到以m的次方數(m0,m1,m2,m3,m4…)用加法湊出m的倍數之方法數的解題策略、數學關係式和同餘關係。

雷電膠加

導電接著劑是半體中重要材料之一,本作品導電接著劑是半體中重要材料之一,本作品導電接著劑是半體中重要材料之一,本作品以樹脂接著劑添加金屬粉末,製成導電以樹脂接著劑添加金屬粉末,製成導電以樹脂接著劑添加金屬粉末,製成導電著劑,並改變不同因研究得到以下結論著劑,並改變不同因研究得到以下結論著劑,並改變不同因研究得到以下結論著劑,並改變不同因研究得到以下結論著劑,並改變不同因研究得到以下結論:鬆散堆積的金屬粉末或絕緣體接著劑樹脂鬆散堆積的金屬粉末或絕緣體接著劑樹脂鬆散堆積的金屬粉末或絕緣體接著劑樹脂鬆散堆積的金屬粉末或絕緣體接著劑樹脂鬆散堆積的金屬粉末或絕緣體接著劑樹脂鬆散堆積的金屬粉末或絕緣體接著劑樹脂不導電;摻混金屬粉末的導電接著劑固化後才可能形成導電體;接著劑配方隨添加粉末種類不同,固化後才可能形成導電體;接著劑配方隨添加粉末種類不同,固化後才可能形成導電體;接著劑配方隨添加粉末種類不同,固化後才可能形成導電體;接著劑配方隨添加粉末種類不同,導電效果也不同,以摻混銀粉產生的較佳、鏽鋼最差;導電接著劑摻混銀粉時,添加量愈多導電效果愈好;接著劑加入少許溶後,熱固化過程因揮發,可使配方體積收縮,提升銀粉緊密接觸促使導電性增加;配方中添產生的熱效果,與導電性有正向關係但是亦可發現其中差異之處。

愛的迫降-火流星事件型態及現象模擬之研究

火流星於空中爆炸及撞擊地面之型態,以模擬實驗觀察空中爆炸後碎屑雲及撞擊地面隕石坑現象。撞擊模擬利用BB槍射擊(1焦耳動能)不同地質層,得到與現實相同結果: (1)模擬之撞擊坑多數有形成環形山及中央丘 (2)無論不同角度、模擬物質量,隕石坑都接近圓形。 另發現乾燥土壤(125-250μm),長寬深不會因為撞擊角度改變;玉米粉(10-15μm),角度30度-90度所形成之隕石坑,長寬與深度比值接近,15度因撞擊時間較短差異較大,撞擊能量與地質作用占較大影響因素。以土球進入水中不同介質做測試實驗,有碎屑產生。在氣球內放入玉米粉等小顆粒粉末,在不同移動角度下,皆成功模擬出羽狀碎屑雲、蝴蝶狀衝擊波,與2013年俄羅斯隕石事件及通古斯大爆炸相符。

淺「彈」虎克-自製拉力計對虎克定律的研究

在上一屆(第53屆)學長學姊的科展中,我們曾經實際參與實驗操作過程,覺得彈簧垂直吊掛砝碼的測量方式,可能會在掛鉤部分會造成誤差,所以我們參考市面上販售的水平式測量拉力計,雖然覺得可符合實驗需求,但唯一缺點是價格太昂貴,於是我們決定自行製作拉力計。在鄰居磅秤行老闆的協助下,設計出經濟又實用的拉力計,並展開實驗。經過一整個暑假的實驗後,我們針對彈簧在彈性限度內研究,發現彈簧的新舊程度確實會影響其k值,進而可能影響到測量功能,對每一條彈簧測量功能的影響而言,則會因每次實驗而不同,且k值整體上有漸漸下降的趨勢。彈簧第一次使用(全新)時,k值會特別大,但經過多次測量後,就會接近虎克定律中所謂的穩定k值,即在彈性限度內,拉力與伸長量成正比。