全國中小學科展

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國中組

彈性碰撞之模擬實驗

於高中物理實驗(PSSC力學實驗10)”二度空間碰撞"中 ,利用物體水平拋射運動之水平位位移以測其水平速度,進而說明兩鋼球於不受外力作用下,碰撞前後之總動量守恆。此實驗對速度之測量及實驗結果之表示,應有良好之效果,惟以實驗儀器之設計太過粗略,因此,對兩物體碰撞後之動量及動能無決作更進一步之探討。

小小晶球真奇妙!

我們利用兩種食品添加物-海藻酸鈉及明膠來模擬晶球在人體中的變化過程,以解開晶球在人體之謎。研究結果發現,此兩種材質濃度太高或太低會無法成球形,因此,海藻酸鈉膠球濃度須以1%、3%及5%;明膠膠球濃度則以25%、30%及40%,讓其在不同的酸鹼值環境下,進行測試實驗。而這些材質及濃度之下,呈現出較符合人體模擬條件的是海藻酸鈉膠球濃度3%及明膠濃度40%,因此,我們選此兩種材質及濃度度來進行模擬人體生理狀態之實驗,實驗結果顯示,明膠膠球由於會受限於溫度的影響,無法達到我們的要求,而海藻酸鈉膠球的實驗結果則較接近光泉晶球。因此,我們成功地模擬了晶球在人體中可能的變化狀況,讓我們知道晶球對於優酪乳中的益菌,真的發揮了相當大的保護作用哦!

拿破崙三角形與畢氏定理的聯想

以任意△三邊為直徑的半圓,依相同圓心角所畫出來的三切線相交所成的△必與原△相似,不論這些半圓同時向外畫或同時向內畫或內外混雜著畫,所作出來的△一定都與原△相似。對任一直角△,若兩股的半圓往外畫,斜邊的半圓向內畫,取圓心角為30°時,所作出來的切線△與原△的邊長比值恆為 ? ,本文掌握它的逆向作圖法,因此對任一直角△,若按此法連續作n 次,即可得2n 倍的相似△,反之可得(? )n 倍的相似△。 外拿破崙△與內拿破崙△ 的面積差恆與原△的面積相等,這是一個著名的拿破崙△性質,本文發現了一個同樣有趣的性質:在同圓心角的條件下,向外與向內切線△的對應邊長和,恆為圓心角是0°時的邊長的兩倍。

情網!茶色姬鬼蛛(Neoscona punctigera)結網機制之探討

茶色姬鬼蛛為台灣低海拔平原常見的蜘蛛,會結不同型式蜘蛛網。本研究探討不同環境因子、不同性別比例以及不同生理狀態下茶色姬鬼蛛結網行為的改變。研究結果顯示,模擬自然棲地之極端溫度、極端風速已及極端溫度後,茶色姬鬼蛛網型不受改變,而飢餓程度、結網空間,並不會影響結網所需時間,結網所需時間僅受到個體數與體型大小所影響,研究也發現,性別的差異則同時影響茶色姬鬼蛛之結網速率及結網形式。?合所有實驗結果分析,茶色姬鬼蛛表現特殊之結網行為,有別於往昔科學家對結網之描述,值得更進一步之探索。

氣流流經物體表面時的現象研究

在郊區或鐵路旁邊,經常可以看見疾駛而過的汽車、火車後頭揚起一陣灰塵、紙屑、輕質物體… …形成一種淤渦狀的肚觀鏡頭;於是我們進一步觀察,發現其飛揚的情形,隨著車型、車速的不同而千變萬化”那麼,當氣流經過各種不同形狀物體的表面時,是否會產生不同的現象?課餘,凝望四周工廠嬝嬝的飛煙,飄過青山、飛過綠野、越過河川 …… 突然間,我們想到是否可以藉著煙霧來做實驗。因此我們開始著手下列的研究

全球暖化鑑識員

全球暖化是近年來大家關注的環境議題,而燃燒化石燃料使大氣中二氧化碳濃度遽增,則被認為是全球暖化的元兇。我們想知道全球暖化〔註1〕對台灣的氣候影響有多大?以及除了二氧化碳增量外,是否有其他因素可能導致全球暖化?我們先蒐集台灣主要城市近四十年來的氣溫資料,比較近四十年台灣氣溫是否有明顯增溫現象。接著我們設計五個實驗來探討可能影響地表氣溫變化的因素。我們發現台灣近四十年的年均溫並沒有明顯上升,不過每年的最高溫及最低溫卻有顯著的變化。而陽光照射角度、地軸偏向角〔註2〕的變化、空氣中水氣、二氧化碳及其它溫室氣體〔註3〕的含量,皆可能影響地表溫度。

神奇的金紙灰

本實驗主要是探討如何製作有效的防火塗料,使其達到環保又省錢的利用。 我們利用拜拜後燃燒剩下的金紙灰燼,來當作防火塗料的主材料並使用不同的黏著劑〈例如:膠水和白膠〉與金紙灰燼混合,塗在實驗用的冰棒棍上。經由設計九組不同的實驗,我們發現到純粹的冰棒棍在酒精燈上燃燒,平均約8秒即起火燃燒;若在冰棒棍表面塗上金紙灰燼加上各種不同的黏著劑所製成之防火塗料,其起火燃燒的時間均有明顯的延後。實驗結果也顯示不同的先後順序之塗料塗抹製程,其防火效果,也會有明顯的差異。 我們為求能獲得更佳的防火塗料,選用學校實驗室中的碳酸鈣及碳酸氫鈉藥品作為第二主材料,將藥品混合金紙灰燼與黏著劑作為防火塗料,使用碳酸鈣藥品的實驗結果顯示防火功效並不如膠水加上金紙灰燼來得好;而且意外發現使用碳酸氫鈉藥品加上膠水混合,產生縮合之化學反應,其產物有如一團橡皮筋球,無法作為塗料使用。 這次的實驗讓我們知道,像金紙灰燼這麼平凡無奇的東西,竟然也能發揮這麼令人意想不到的功效,實在奇絕!

消失的十字架

關於硫代硫酸鈉與鹽酸的硫沉澱反應,我們收集及參考國內外許多的研究文獻後,文獻中提到奈米硫沉澱的產生,其原因是硫代硫酸根中的硫原子進行自身氧化還原反應所致,其中在動力學的研究中提及,在硫代硫酸鈉與鹽酸的反應中,硫代硫酸鈉濃度對反應速率的影響較為顯著,在反應級數上硫代硫酸鈉為一級反應,鹽酸為零級反應,我們因此假設,鹽酸的濃度對於反應速率的影響有限,因此我們想知道一般的條件下,硫代硫酸鈉與鹽酸在反應中所扮演的角色及對反應速率的影響的程度,此外溫度的變異與反應速率的變化也是我們有興趣的研究課題。 本研究利用Microsoft Excel與自行設計組裝Arduino偵測與計時器,進行硫代硫酸鈉和鹽酸反應速率的實驗,進一步由化學反應速率數據,計算反應物的反應級數與速率常數,探討各項變因對於反應速率的影響。

中國2699年前的電腦---周易與二進法

我們在相命先生那裹看到「八卦」和「六十四卦」的圖形。這些圖形設計之巧妙,富有的規則性,使我們喜歡它,激發我們去研究「八卦」和「六十四」的符號數理。

從天秤 — 布拉萬看藤原效應與怪颱的關係

西北太平洋颱風形成後,影響其路徑的因素包括:太平洋副熱帶高壓的外圍環流、鋒面系統、其他熱帶低壓、高空西風氣流的位置、及陸地高山地形等。其中,與其他熱帶低壓之間的交互作用會產生「藤原效應」,往往導致颱風移動方向及速度的改變,其移動路徑也經常變化莫測、飄忽不定,令颱風預報人員傷神,令政府大小官員緊張莫名,也令防颱、救難人員繃緊神經,百姓更是盯著電視、電腦,關心颱風動態、關心災情、關心菜價、關心是否停班停課?首先我們以簡單的實驗模擬並了解何謂「藤原效應」,再針對天秤和布拉萬颱風的相關氣象資料,分析兩者間是否發生藤原效應,及此效應對天秤、布拉萬颱風造成的影響。進而比對歷史上一些有名的怪颱,了解其之所以稱為怪颱是否都和藤原效應有關?