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國中組

切切私語-探討平行四邊形體頂點至對邊等分點切割的變化

本研究以平面為基礎,往內做N層切割,往外再向立方體推展,探討四邊形、體進行連線切割後,所剩餘四邊形為何種形式四邊形,且剩餘四邊形、體的面積、體積與原四邊形、體的比值來進行研究。結果發現正方形切割後,所剩餘四邊形仍為正方形;平行四邊形切割後所剩餘四邊形為平行四邊形,且剩餘四邊形面積為原四邊形的(n-m)2/n2+m2,長方形、菱形與平行四邊形結果一樣,並發現以此切割法也可以用來反證勾股定律。往內做N層切割所得內外面積比為[(n-m)2/(n2+m2)]N,往外向立方體推展求得體積比為1-(n+k)/2n+2k3/3n(n+k)2。

「管 淨 」自然涼 --- 隔熱隔音簾的設計

為解決教室拉窗簾而變昏暗的問題。我們運用透明吸管製作管簾,透過煙霧、光照及共鳴音量測試,尋找最有效隔音、隔熱及透光的管簾設計。實驗結果:1.管徑越小,對流越快。2.管簾太長,對流會變慢,最佳管長是120cm。3.受熱位置越低對流越快。4.吸管材質吸熱量太大時,會造成室內溫度升高,須增設屋內地板進氣孔及室內屋頂管簾排氣孔,促進室內排熱。5.入射角0度時管簾噪音隔絕效果最好,但吸管會產生共振。6.建議吸管內塗上深色油漆或貼布簾,可提高吸管上下溫差又可吸震。7.管簾連接處及裝設位置都需加橡膠等彈性材料介面,降低管簾對噪音的共振現象。未來可應用在改良玻璃帷幕大樓成為「透光通風降噪」的環保綠建築。

魔”髮”公主頭氧2 -過氧化氫對頭髮脫色與染髮效果與影響

[濃度] H2O2隨濃度越高,頭髮褪色越快,表面殘留越多,張力越小;雙氧乳對頭髮的影響比雙氧水大,推測是乳狀易附著在頭髮上反應。 [時間] 1、染髮時間越短,表面殘留H2O2越多。 2、頭髮放置時間越短,H2O2表面殘留越多,六小時後會開始減少。 [酸鹼值] 中性到鹼性的環境讓雙氧水較完整反應,使H2O2表面殘留減少。 [實驗應用與推論] 1、利用濃度檢測計找出H2O2表面殘留越多時,Arduino讀數越大,其線性方程式為y = 3.0306x - 144.33 2、實驗發現較佳染髮環境是使用6%的雙氧乳,染髮過程在半小時至一個小時之間,調整染劑在中偏鹼。而染髮後在六小時內先清洗,會使得H2O2表面殘留較小且有一定的染髮效果。

人造水龍捲-探討非磁鐵攪拌子運用於電磁攪拌器穩定運轉之研究

實驗課,使用攪拌器的攪拌子都是磁鐵,鐵磁性及非鐵磁性物質不能使用嗎?本組自製攪拌子,比較前兩者與磁鐵當攪拌子之優劣。研究過程中,非鐵磁性攪拌子由於磁吸力太小,無法運轉,故排除。唯有鐵磁性物質可行,在長度、直徑、重量與磁鐵攪拌子都相近下,觀察兩者在各條件的攪拌效果,顯示:攪拌時液面無漩渦則失速轉速與攪拌子到轉盤的間距呈線性關係。在相同條件下,磁鐵攪拌子的失速轉速永遠大於鐵磁性物質。磁性攪拌子的優點是可作業75%濃度之甘油,符合實驗室大部分所需條件且失速時不會懸浮、彈跳,相對安全,更具優勢的是內芯成本1顆不到0.4元,非常便宜。磁鐵攪拌子的優點是高濃度甘油(100%)作業無可取代,使用功能佳,不易失速。

以問卷調查法進行人類常見性狀遺傳研究

本研究以問卷調查法的方式收集受試者及其家庭成員的性狀表徵,包含眼皮皺摺形式、拇指向指背彎曲與否、酒窩有無、梨渦有無、可否捲舌。並參照課文的說明,假設上述性狀為單基因遺傳,以孟德爾遺傳法則進行顯隱性判別,並以統計分析方式探討各性狀表徵彼此間關聯以及各性狀表徵與性別間關聯。研究結果發現:雙眼皮、捲舌、拇指向指背彎折、無酒窩梨渦上述表徵有較多家庭判別為顯性,與前人研究結果不盡相同;另外,本研究發現拇指向指背彎曲與否之性狀可能為多基因遺傳。探討各項表徵與性別之關聯,發現梨渦、拇指此兩項性狀表徵與性別相關;各項表徵中,梨渦與同側眼皮的表徵彼此有關聯。

太陽運動軌跡與太陽能板最高效益探討

本報告是主要針對太陽能板上自動追蹤功能的研究。以藍晒及自製的指南針作為研究太陽移動軌跡的方式,找出整年太陽移動軌跡;並找出太陽能板在直射及斜射之情況下發電量的不同。如此之後,便可依據研究數據以簡易的材料(時鐘、發條)、方式來設計較簡單的「追日」系統,使太陽光的使用更有效率,發電功率也可大幅提升,對這資源日益耗竭的地球可是一大福音。

「三」不轉「六」轉,「六」不轉機器人轉---從正多邊形翻轉問題到機器人掃樓梯

為了可以設計能打掃樓梯的掃地機,我們需探討正n邊形在階梯上的翻轉,因此我們從試作小正三角形在大正四邊形外圍的翻轉,畫出質心之翻轉軌跡並算出弧長與面積;接著我們擴展到小正n邊形在大正k邊形的翻轉,在千變萬化的軌跡中,找到弧長、面積的通式。同時,我們也探討:當由大正k邊形翻轉小正n邊形的弧長軌跡,並計算出回到原出發點的最小圈數,並發現其規律。最後在應用方面,我們依此發展到小正n邊形及圓形在階梯上的翻轉,並改變階梯之夾角推導出其通式,可應用在機器人掃地機打掃樓梯。

蠅虎適合進行撲食的光環境探討

蠅虎獨特的視覺構造一直是動物生理學有趣的題材,Nagata在2012發表的研究(參考文獻一)指出蠅虎有可能是利用不同色光折射角度不同來判斷距離。去年我們發現(參考文獻二)眼鏡黑條蠅虎(Phintella versicolor)在單一色光下的撲食表現與安德遜蠅(Hasarius adansoni)有差異。眼鏡黑條蠅虎在綠光下的表現不佳,而在藍光下才能夠有最佳的撲食表現。我們採納了去年評審的建議,改進了研究過程,並且將平地灌木叢中也很常見的拉邁宇跳蛛(Cosmophasis lami)加入研究當中,以期能夠更加地了解不同色光對蠅虎撲食的影響。我們發現,眼鏡黑條蠅虎和拉邁宇跳蛛在純綠光環境中表現都不如預期,而三種蠅虎在純藍光環境的表現都與白光環境差異不大,我們猜測藍光或許才是適合大部分蠅虎進行撲食的色光。

心有千千結

本研究主要在探討打繩結時,繩子會縮短多少長度的問題。我們透過繩結在纏繞處的結構,來探究打繩結時繩子長度會縮減的原因,以及找出能計算繩子長度會縮減多少的公式。研究過程中發現,圓繩和扁平繩的單結,在纏繞處分別會產生纏繞圓和正五邉形的結構,我們藉此找到了估算繩子損失長度的數學公式。最後再將圓繩在打結處會如何縮短長度的數學性質,應用到其他不同的繩結上,完成了圓繩可以在其他繩結上估算損失長度的公式。

沉魚落驗~探討創意螺旋式天亞對改善下沉速率的影響

初體驗岸拋白帶魚一小時勾底斷掉八個天亞,好不環保!讓本組研究如何減緩天亞下沉速率?實驗得知天亞若沒螺旋,則下沉速率與重量成正相關,與截面積成負相關,但仍無法解決勾底困擾。故本組創新設計下沉可以旋轉的天亞,藉由旋轉讓位能轉換成轉動動能,減緩下沉速率;利用3D列印創作重量、截面積相同,不同導程角初代螺旋式天亞,明顯改善下沉速率,因易纏線而改良成螺旋機構自由旋轉的螺旋式天亞1.0;又因多圈無法順利旋轉再改良為多線式螺旋天亞2.0,但右旋、左旋都有路徑偏移現象,最後改良為兩段多線式螺旋天亞3.0,讓兩段螺旋方向相反使路徑成直線。創意螺旋式天亞釣白帶魚時,可大幅降低勾底斷線機率,亦可重複使用,達到環保又省錢的目的。