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國中組

磁力的緩衝作用

這個研究的目的是藉著磁力來控制液體的流動,達到力量的緩衝減振的作用。磁力是超距力,因此鐵粉不論是在空氣或水中,都會依磁力線排列。在水管中按磁力線排列的鐵粉會阻礙水流,減少流量,因此可以藉由控制磁力,達到控制水流量,產生緩衝效果。本研究經過實驗,分析了不同的磁鐵位置和磁力大小對水流量的影響。然而鐵粉在水中會有生銹、沉澱、沖刷的問題,因此本研究使用油取代水,讓鐵粉在油中隔絕了空氣和水分、至於鐵粉在油中會產生鐵粉沉澱的問題,本研究找出方法,用油脂包著鐵粉再混合在油中,這樣不但隔絕鐵粉和空氣,而且油和油脂可以互溶,就不會有沉澱和生銹的問題。本研究並設計了測試設備,實驗測試了不同的鐵粉油液的流動性,找出磁力和管徑對於緩衝效果的影響,並且將這些影響關係整理成公式,用電腦程式來顯示不同磁力、管徑、施力可得到的緩衝效果、最後我設計製作了一個實際的緩衝裝置,呈現磁力的緩衝作用。

紫外線,不要抹黑我

炎炎夏日,防曬聖品又紛紛出籠了。但是,這些產品是否具有隔絕紫外線的能力,而可以達到遮陽防曬的效果呢?本實驗即針對此一主題進行深入探討。 我們的研究大致分為二部分:(1)以問卷調查方式了解台灣女性對防曬的需求情形(2)以E.coli存活率來表現不同防曬方法的效果。 在實驗部分,我們採用原核生物界的生物—E.coli(大腸桿菌)作為實驗的對象,它具有簡單、方便操作的優點,且此物種的細胞較不複雜,方便我們在實驗操作進行時能夠控制週遭環境以及各種變因的調適。 實驗結果我們發現:物理性防曬法普遍較化學性防曬法更有效果;而在市售具有PA值的化學性防曬產品中,其抵擋UVA的功效也有許多差異。另外,我們也測試了珍珠粉、蜜粉與奈米級TiO2對UVA的遮蔽功效。而由於照射到地表的紫外線以UVA為主,故我們的實驗皆針對UVA作探討,未針對UVB做研究。

有氧運動-由自製反應器探討過氧化氫分解速率

一、利用了國中所學的原理,來製作定量式排水集氣法的儀器,用簡單的材料製作出可測量過氧化氫分解反應速率的儀器。二、利用改變過氧化氫水溶液的濃度測定過氧化氫水溶液分解的反應速率並推求反應速率定律式及反應級數。三、利用改變二氧化錳的量測定過氧化氫水溶液分解的反應速率,進而推得非勻相的催化反應與接觸總表面積有關。四、利用改變溫度高低測定過氧化氫水溶液分解的反應速率,發現溫度越高反應速率越快,但溫度太高雙氧水分解速率變化量有緩和趨勢。

非理想狀態下Newton's CRADLE(牛頓擺)能量傳遞與單擺週期的探討

探討在非理想狀態下影響1.牛頓擺碰撞之能量傳遞與2.單擺週期的因素。在牛頓擺實驗中,拉起一側的鋼珠,當釋放時,鋼珠(擺錘)將重力位能轉換成動能,並經由與其他鋼珠的碰撞而將能量逐步傳向另一側,使得另一側的鋼珠因能量增加而擺動,且撞擊顆數洽與談起顆數相同,然後鋼珠又延反方向撞回,如此反覆傳遞能量,史牛頓擺持續的擺動。但因能量不完全傳遞,以及鋼珠彼此間的摩擦、空氣阻力的影響等因素,使兩側的鋼珠擺動振福因能量減少而逐漸變小。在此討論撞擊與被撞顆數(擺錘)、擺錘質量、擺錘能量、擺錘種類、擺長,對其碰撞(能量傳遞)次數的影響。在單擺實驗中,單擺每次擺動皆因擺錘與空氣阻力的摩擦而消耗能量,使擺動的振幅與高度會漸漸減少。在此討論擺長、擺角(小於5°)、擺錘大小、擺錘種類及空氣震動的激烈程度對週期的影響。

絲絲入色

本實驗主要探討耐綸6,6製備方法的改良(改變聚合單體濃度、溫度、溶劑種類),將耐\r 綸材料以自製天然有機染料(水筆仔、梔子、芭樂…)加以入色(直接入色、間接入色),最後\r 測量每種材質韌度。\r 一、濃度為0.3M 的己二醯氯和0.25M 的己二胺進行實驗,聚合情況最良好,韌性最佳可\r 承受203.2 克重拉力。\r 二、聚和溫度為40℃時,耐綸聚合韌度最好可承受200.2 克重拉力\r 三、單體己二醯氯溶劑正己烷改換成正庚烷,聚合情形比原先好。\r 四、間接入色:\r 1.不加熱入染:以梔子染液入色後的韌度最佳,可承受105.1 克重,芭樂次之。\r 2.加熱入染:以芭樂染液入色後的韌度最佳,可承受120.1 克重拉力,梔子次之。\r 五、直接入色:韌性度以芒果染液最佳,可承受110.1 克重拉力,構樹次之。

—昆蟲馬拉松昆蟲步行模式建立之研究 —

我們想要了解昆蟲在一般情形、食物引誘、驚嚇及遭遇其他昆蟲時的足步運動。經過實際觀察螻蛄、蟑螂、蟋蟀和獨角仙的步行,發現並證實了昆蟲最常使用的步足運動是三足式步行法,並且推翻昆蟲在使用三足式步行法運動時,是從後腳開始運動的理論。我們發現昆蟲在步行時,不一定是從後腳開始運動,而且常常是從前腳或中間的腳開始運動。在實驗中我們也發現斷腳昆蟲也有其特定的步行模式。

刻骨銘<心>

本次作品主要研究三角形垂心、重心、外心、內心之相關軌跡變化,以及四心在不同情況時的排列組合。我們發現三角形頂點水平移動時,垂心的軌跡為一?物線圖形,重心為一水平直線,外心為一鉛直射線,內心則是一弧形。我們又觀察鉛直移動的情形,發現,內心為一弧線,另外三心則為鉛直線。之後把討論擴展到圓上,我們發現垂心的軌跡是此單位圓的對稱圖形,重心的軌跡是此單位圓內的圓,外心的軌跡即此圓的圓心,內心的軌跡即由兩個圓弧構成。接下來,在三角形中同時觀察四心,我們發現在等腰三角形時才會四心共線,且共線的次數會隨著底與高的比例變動。最後,我們在等腰三角形中發現:當等腰三角形底角的 值為1/4時,四心會等距排列。

當「皇后」遇見「小三」-正三角形棋盤上的皇后互不侵犯問題

如下圖所示,在一邊有6個圓圈的正三角形棋盤,將某個圓圈擺上皇后,此為皇后的根據地,箭號所指的三個與邊平行的方向,是皇后所能管轄的範圍,且兩個皇后不能互相管轄到對方的根據地,不是根據地的圓圈可以兩個皇后共管。我們的研究在討論一邊有n個圓圈的正三角形棋盤中使每個圓圈都被管轄到時,最少需要幾個皇后以及最多可放幾個皇后。為了解最少需要的皇后數,我們採用算術推理以及從三個方向(↘、↙、←)的考慮、由外而內的一整排來作邏輯上的推理得到了一邊有1~12個圓圈的正三角形棋盤的最少皇后數,並嘗試透過電腦程式的執行求出更大邊圓圈數棋盤的最少皇后數。最多皇后數部分,我們透過數學歸納法得到了所有邊數情況的最多皇后數。

由海螺發聲談起──空瓶集聲之探討

段考後,班上同學到援中港戲水,大夥兒嘻嘻哈哈地,好不快活。我們在沙灘上檢到了許多漂亮的海螺,常我把海螺靠在耳邊時,發現有聲音,覺得很奇怪,回家後,我發覺,几是各種容器,只要有空的部份,把它湊在耳邊,都剛好物理第二冊第十五章裹也講到聲音,於是我對這個問題產生濃厚的興趣,就請老師指導我著手研究這個問題。

探討人造彩虹及雲霧雪露罐之製造

經常在陣雨後看到天空高懸著彩虹,常覺自然界的奇妙,同時看到天空中的雲彩隨時千變萬化,甚至早晨露珠以及晨霧等之各種現象時時地誘惑著我們,一股求知慾望之推動,想探究此自然界的大學問。馬克吐溫有一句鳥言,到現在常被引用:「人們見了面總喜歡談論天氣,但是卻很少人去設法了解天氣。」氣象學是一種專門的學問,想要把它研究透澈,很不容易,然而我們藉著許多經過特別設計的簡單儀器,一一將此大奧秘,剖析出來。