全國中小學科展

國中組

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?

電池跳、挑電池~探討3號鹼性電池電量與電池彈跳及滾動行為之關聯性

為了找出電池消耗電量超過五成時,電池的恢復係數會有劇烈變化之原因,本組將電池解剖,觀察內部構造,並將電池中央挖空填入塑鋼土,模擬電池內部物質硬化結塊對電池彈跳之影響,並進一步使用玻璃瓶填充不同比例的砂-水混合物進行彈跳模擬。 經一連串的實驗設計可知,新舊電池內部構造截然不同,而造成彈跳性質變化:1、新電池底部有一空腔,充滿電解液,在撞擊時具有緩衝效果;2、新電池中央隔離層包覆的負極物質是柔軟的,會吸收反彈之能量;3、新電池的正極是固液混合物質,隨電池放電,會逐漸結塊硬化,當達到一定比例時,電池便會跳得更高。最終,根據電池彈跳性質差異,利用其撞擊時所發出之聲響,來迅速判斷電池新舊,此為一重大發現。

藏寶「旋」「跡」

從海盜藏寶的情境出發,主要探討旋轉角度和平均點之間的關係。藉由增加旋轉中心個數,改變旋轉角度或旋轉次數等變項,來探討固定點的存在性與平均點的軌跡變化。於研究過程中發現:操控旋轉角度的正負值及倍率,能讓動點與平均點間的移動軌跡有繞圈、橢圓、內(外)次擺線及相似圖形等豐富有趣的現象變化,並成功證明之。於改變旋轉次數的過程中,發現旋轉後的點連成之向量具有不變性,同時藉由n次旋轉可化為一次旋轉的論點,證明出固定點符合數學上不動點的定義。綜合各項研究結果將其推廣應用,提出多種更適用於現代海盜的藏寶秘技。

「接」大歡喜

一、三角形內接最大長方形面積是三角形面積的一半,且長方形的底是其所在三角型底邊長的一半。 二、三角形內接最大正方形 (一)銳角三角形的三個內接正方形中,與三角型較小邊共邊的較大。 (二)直角三角形只能畫出二個內接正方形,且與兩股共邊的較大。 (三)鈍角三角形只有一個內接正方形,既與最大邊共邊的內接正方形。 三、三角形最大內接正方形邊長公式為 四、單位正三角形最大內接正方形的邊長等於單位正方形最大內接正三角形的面積。(這裡單位所指的是各邊長長度為1)。

凝膠密碼~阿拉伯膠(Acacia Gum)的凝膠特性在酒精濃度量測上的應用

本研究在探討阿拉伯膠(Acacia Gum)添加酒精的凝膠反應,改變膠液的pH 值後膠液黏滯度會不同,膠液pH 值=9.72 時滴定不同濃度酒精較不易凝膠;而避免凝膠的膠液濃度以1:2(膠粉:水) 33.3%的效果最佳。最後我們成功利用阿拉伯膠的凝膠變色與逆反應,以透光照度法和透光電壓法檢測酒精濃度,並建立檢驗標準曲線。

雨滴直徑最大值的探討

在國中翰林版自然第五冊第二章的內容中,有介紹力的平衡觀念,而落下的雨滴是最好的例子,對於雨滴的各種現象充滿好奇,因此設計一連串的實驗,首先是不同直徑液滴的分裂探討,我們發現液滴越大其終端速度也越快,也會比較容易分裂。之後,我們進行不同液體表面張力的實驗,得知表面張力越小時液滴越容易分裂。\r 我們用滴管可以製造出直徑較大的水滴,但是自然界的雨滴卻無法達到這種大小,此極限值與雨滴的終端速度有關,當雨滴分裂的臨界速度小於終端速度時,雨滴就會分裂,當雨滴分裂的臨界速度接近終端速度時,雨滴正處於是否分裂的臨界點,因此我們認為此時雨滴的直徑,就是自然界雨滴的最大值,根據我們實驗的結果:其最大值約在6.1mm 到6.9mm 之間。

天方「葉」譚捕蠅草

去年我們研究的是食蟲植物─毛氈苔,今年老師帶我們探索另一種神祕奇特的植物─「維那斯捕蠅草 J 。它們的捕蟲方式會更奧妙嗎?我們想藉著實驗,得到正確的答案;因此,我們去花市買了廿多盆,放在家裡及學校五樓花房內培養,並且利用假日到陽明山請教食蟲植物專家,也曾搭機到高雄鳳山華陽園藝參觀訪問,希望長期實驗的結果,可以滿足我們的好奇心。

以感應電流來測量重力加速度及瞬間速度

理化課本第四冊提到運動學,在課本中對重身加速度、瞬時速度這些名詞並沒有太多介紹,在高中的課本中,也只有利用光電計時器來測量重力加速度,可惜的是,在國中的實類室中並沒有這套儀器,因此,我們希望利用手邊現有的設備,來測量重力加速度,並試圖尋找一個測量瞬時速度的方法。

低脂冰淇淋與物理的火花

本研究探討不同因素對冰淇淋的影響,從成分、減少油脂含量、打發鮮奶油著手,並研發簡易測量方法——利用位能、摩擦力等科學概念測量硬度,讓數字客觀地說話,研究製作出步驟簡單、少添加物且低脂的冰淇淋。研究過程中我們對於冰淇淋相關知識,如成分、製作技巧等,以及能量、摩擦力的概念有了更深刻的印象。 利用本實驗結果推算出「冰淇淋函數」,在同油脂量冰淇淋不同溫度下得到對應的硬度(摩擦力),及最後找出同溫下不同油脂量的冰淇淋所對應的硬度(摩擦力),可客製化適合不同客群的冰淇淋,並且利用打發鮮奶油時間降低冰淇淋的油脂含量,研發出低脂冰淇淋。

花染技術的研究報告

隨著時代的進步,人類在食、衣、住、行各方面不單只滿足於顏色的變化,更請求花樣的翻新。對於在一張白布上,如何求得各樣花色的問題,使我們感到莫大的興趣,於是籌備了染料布 …… 等工具,邀請了黃老師給我們做技術上的指導,我們展開了這變幻萬千的工作。