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國中組

親疏有別—水滴在親疏交錯界面之運動現象探討

當水滴碰撞親疏交錯界面,直線、弧線及螺線親疏線條決定了水滴鋪展收縮的對稱形態與受力,研究發現水滴有分割、彈跳、移動、旋轉等多樣化運動現象,接著以此基礎提出「水滴移動猜想」並且驗證成功水滴置於 繪有親水弧線道的疏水振動平板上,會因為持續的不對稱鋪展收縮產生了振動-移動現象,且和水滴大小、振幅頻率、親疏線型、平板材質、張力黏度、角度…有關。本研究亦嘗試控制水滴使其產生繞圓周、直角過彎、 爬坡下坡等現象,更測試出「懸吊」水滴的振動-移動。最後,針對其形態、受力加以分析,提出模型予以解釋。

海葵白化藻知道~海葵體色之影響因素探討

林園濕地的海葵水溝區有美麗海葵存在,引起我們想探究海葵白化因素,並以RGB值量化海葵體色,以白化趨勢值比較體色變化。實驗發現美麗海葵生存的耐受範圍為鹽度3%~6%、溫度12~37°C度、pH值6.4~8.5。海葵體色體柱顏色較觸手深,環境不適時觸手變化快速。海葵體內共生藻需吸收不同波長的光,照單色光白化趨勢值紅≒藍光>綠光,照綠光組白化較為緩和;26°C適合海葵生長,低溫21°C組白化趨勢較高溫組明顯,不同溫度有不同的優勢藻類;以打入CO2調製不同pH之海水,結果顯示pH小於6.4不利海葵生存,酸化的海水使海葵體內蟲黃藻很快釋出,是造成海葵白化的重要因素。結果可應用在以影像即時監控海洋生物,將體色轉換成數值以了解其白化趨勢及時掌握環境變化。

防不勝防-從得子口溪出海口南北海岸線的變遷初探堤防的重要性

本研究區沿岸流由東北向西南流動,帶來了海岸飄砂,在海岸設置結構物將導致突堤效應,而由衛星影像圖能讓我們觀測同一地點長時間的變化。 本研究是利用遙感探測技術探討自2003、06、09及12年間得子口溪南北岸的水線、乾溼線的濱線變遷。 由研究過程得知,在過去台灣堡圖與現今google地圖的疊合,發現海岸線有明顯後退的情形,但自從本區海岸設置突堤形式的堤防後,逐漸穩固本區的海岸線 遙測工具使我們得以在室內快速瞭解一地的區域現象,然而未至現場觀察將導致該現象的解讀淪於推測,為了驗證數化地圖分析的正確性,仍需透過實地考察來佐證,以得精確及令人信服的研究結論。

「纖」來變「膜」術

本研究主要是利用農業廢棄物-稻殼,浸泡在檸檬酸或飽和石灰水後,所得酸或鹼液再加入明膠溶液中,可有效提升防水性。實驗結果發現:在4.0%的明膠溶液20公克中,加入甘油0.5mL、酒精1.5mL,再加入浸泡稻殼粉 3小時後的20%檸檬酸液2.0mL,所得最佳配方作為噴劑,噴灑在濾紙上並用培養皿盛裝,放在冷氣房中晾乾, 可讓水滴開始滲透的時間延長,接觸角加大,防水效果明顯提升。 最佳配方噴劑噴在水果上,可有效延長水果的保鮮期;噴在日本水彩紙上,其堅韌度、耐熱溫度皆可提升, 製成各式防水紙容器,經一天後滲水率、滲油率明顯下降。驗證本作品是具有用量省、方便用、成本低的可食性噴劑塗料,期待能取代市面上的塑膠淋膜,還給地球一個乾淨的環境。

自製地震感測物聯網用於地震逃生(防災與減災)

921大地震時造成全臺大停電,在摸黑情況下逃生,容易造成重大傷亡。上科技課時,老師介紹有關智能家居的設備,我們就想到可以利用智能設備來自製地震感應器及自製模擬地震的震動平台,並且選定震度4級時讓地震感應器發出訊號。 我們利用家庭用電的配線來模擬居家環境。為了模擬停電狀態,我們將智能設備安裝在居家設備和UPS上。也透過各種通訊技術將各項智能設備進行互聯,並利用APP軟體設定條件,當地震感應器發生感應時會開啟相對應的條件,使智能燈泡和智能插座自動打開,指引臥室安全掩蔽處並發出警報聲。即使遇到停電的狀況,UPS上的照明裝置也會持續發亮指引安全掩蔽處及安全逃生的路線,以達到防災與減災的效果。

糖果傳遞問題之研究與推廣

n個人圍成一圈,面向圓心,且逆時針編號1,2,……,n。一開始每人手中有一個糖果,由1號開始,逆時針分別給右邊的人一個、兩個、一個、兩個……糖果,手上沒有糖果的人必須退出。我們將此傳遞規則定義為T1,2 ,同理T1,2,...,p 。這個傳遞遊戲,最終會有兩種情形,第一種是由一人獨得所有糖果(成功狀態),第二種是數人間傳遞糖果且形成循環(循環狀態)。 研究後得知,在傳遞規則T1,2,...,p(p≧2)下,若p=p1α1p2α2... piαi....pjαj(p1,p2,...,pj為p的相異質因數),任意的n值(n≧p+1)均可唯一表示成n=((p)tx(p1s1p2s2...pisi·m)+q(t,mϵN, p ∤ p1s1p2s2...pisi, (m,p)=1, q=1,2,...,p),令S=pt(p-q)+(pq-1)/p-1 +R·pt,則當m=1時,最終為成功狀態,且獨得糖果者的初始編號為S;當m≧2時,最終為循環狀態,且由m人循環傳遞糖果,而此m人的初始編號是S, S+ptp1s1p2s2...pisi,...,..., S+(m-1)· ptp1s1p2s2...pisi。上述公式中的R值,可透過我們研究出來的「R值迭代法」求得。

馬祖地區淡菜肥瘦的檢測方法探究

由淡菜密度與煮熟後目測肥瘦度關係圖比較,我們發現密度大者、基本上、其貝肉目測大小也較大。也就是說密度大者較肥。 看似密閉的貝殼,其實是有縫隙可以讓海水進去的。所以我們發現淡菜會沉下去的原因,是因為淡菜並不是完全密閉的。 唯一可用的方法是以保鮮膜包覆,以密度小於0.84g/cm3的液體,例如酒精(0.79g/cm3)或汽油(密度0.7g/cm3)可以用。

搶救生命大作戰- AI姿態辨識在智慧型高品質CPR訓練引導式教學輔具系統設計之研究

本研究以CPR訓練模型輔具做為研究對象,根據專家說明CPR動作要正確純熟,除了依賴良好的教學輔具系統引導外,其功能上更需要有按壓姿勢的正確判斷,因此本研究藉助科技AI輔助,設計AI姿態辨識的智慧型高品質CPR訓練引導式教學輔具系統,經研究證實系統能逹到: 一、協助學習者熟練CPR的操作流程並解決訓練模型設計問題。 二、成功運用邊際運算功能提高AI辨識的速度。 三、拍肩反應、判斷按壓位置、深度更可利用壓力感測器及超音波感應器進行偵測。 四、能應用AI代替人類專家判斷按壓姿勢之正確性。 五、具專家模式且可獨立操作的CPR引導式教學輔具系統。 期望人人都能學到CPR正確操作技巧及爭取黃金復甦時間,搶救寶貴生命。

飛輪騎跡~以tracker追蹤姿勢與車身調整,影響身體軌跡運動數據之探究

用tracker追蹤身體定點運動數據,探索研究模式! 軌跡加速度部份:取扣片坐姿, 選擇Y軸速率加速度,確立分析基準。踩踏Y軸端點加速度在此只是速度參數,代表此點之前半圈施力力矩的盈餘¬¬。調整車身遠離標準坐姿,發現固定轉速加速度偏大,代表一圈內有快慢,圈內升速需更用力。此外,我們用模型推出坐墊位置的調整方案,並找出身體角度影響施力的相關性。 功率計部分:測功率算踩踏力量,發現一圈內快慢加速影響功率數據波動大,可以用回歸判別合理數據。高轉速高功率,發現力量增幅並不大;大齒比需要耗更多力去對抗齒比倍率之外的額外阻力;訓練台功率比對軸心功率,機械效率為0.8。 圈整踩踏細節,結合功率力量,希望能完整描繪輪轉踩踏的力學輪廓。

吸奇杯墊

本作品探討如何利用粉筆灰、蛋殼等環保材料做出實用且吸水性佳的杯墊。實驗成份具有小孔隙,正好迎合水無孔不入的特性,然而各式材質之間的比例分配,卻大大影響成果。我們發現各式材質之間呈現微妙的合作關係:材料比例懸殊者,都無法有最佳效果,粉筆灰與蛋殼之間如此(比例5:5最佳),為了加強杯墊硬度加入水泥、石膏亦是如此,石膏比粉筆灰蛋殼5:5最佳。即使是蛋殼粒徑大小也以200目為界,超過200目則表現力下降。在功能優化方面,厚度越厚者雖不易碎裂,但有易打翻的危險,因此建議厚度為1-2公分。增加防滑墊及泡棉底座皆有效提升杯墊防滑及防摔能力,反觀木板效果較差。經研究不僅證明環保杯墊的吸水成效,更具多元應用的發展潛力。