全國中小學科展

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國中組

冷的火山──泥火山

七十九年七月二日我們參加學校舉辦的學藝營時,我們去觀察泥火山,本來以為和火山相似,後來到現場才知道它截然不同的。觀察中我們有許多疑問,於是我們從事下列之探討。

風起「潮」湧-以東石測站為例探討暴潮和颱風的關係

台灣地區常受颱風暴潮災害,本研究以嘉義東石潮位測站潮位資料及中央氣象局氣象資料來分析暴潮和颱風的關係,採用 2000 年至 2006 年間有發佈颱風警報月份的資料進行處理,將颱風路徑進行區分後,利用逐步迴歸與逐時剖面分析,得到暴潮和氣象因素的關係,並得到二點結論:一、不同路徑的颱風對東石測站發生暴潮機率有明顯的差異,其中沿台灣海峽北上的颱風路徑對研究地區影響最大且暴潮強度強,而由東向西穿越台灣中部進入台灣海峽的颱風影響居次。二、由颱風及測站氣象因素和暴潮的關連性,能大致掌握暴潮發生的強度及可能發生的時間,達到暴潮預測的成效。

有趣的水玉黴

我們在鄉下偶然看到馬糞上長了肉眼清晰可見的橙色黴菌、晶瑩剔透,非常可愛,為了更進一步了解它,因而設計下列各項有趣的生理實驗。

滑翔的舞姬—解析大白斑蝶驚艷飛行

本研究以流體力學的角度,透過仿生模型,評估蝴蝶型態構造的差異,在生物演化適應上的意義。觀察大白斑蝶(Idea leuconoe)的滑翔運動,並與同屬之Idea stolli比較。發現Idea stolli的滑翔能力較I. leuconoe佳,因I. stolli擁有更細長的前翅,即更高的展弦比,可減少誘導阻力,所以飛行效率更高,滯空時間更長。調整前翅角度比較升阻比,再與實際蝴蝶滑翔的姿勢比較,發現蝴蝶確實是以最佳姿勢來達成最有效率的滑翔。研究發現翅膀型態上的差異,是生物演化適應環境的結果。依其棲地特色,推論棲息於風勢較亂之海岸的I. leuconoe,演化出較為短小渾圓,抗風性佳的翅膀,適應海岸棲地;而棲息於內陸次生林的I. stolli則演化成更為細長的翅膀形狀,更利於在穩定的環境中,發揮極盡的滑翔能力。

橋墩追追追~橋墩抗水能力與砂石淘空情形探討

自然與生活科技課程中學習到以力學觀點設計建築物,加上洪水沖斷橋墩的事件頻傳,因而引發我們想設計模型來實驗,探究理想橋墩的動機與行動。經研究後發現:橋墩形狀不平整、迎水面大者,受到水流沖刷力較大;不厚實的橋墩支撐力量分散、易斷裂;迎水面大、造型不流線的橋墩周圍,砂石被掏空的多,侵蝕嚴重,易造成橋墩不穩固而傾倒,橋墩數目越多、越靠近河道中央承受較大的水流沖刷力。因此綜合以上實驗結果我們建議理想橋墩的迎水面及背水面均為流線圓弧造型,最好能以抗侵蝕的金屬保護;而側面要狹窄以減少阻力和侵蝕力;設置橋墩的間距不宜過密、靠近中間的橋墩要更堅固並派人定期察看並適當填補砂石於掏空較多的迎水面區域,以防橋樁裸露、傾倒。

液滴受震波驅使而產生向上爬坡行為之物理機制探討

我們研究的主要內容是研究液滴處在激烈震動的傾斜板子上時,為何會產生向上爬坡的現象?我們發現水滴大小、頻率、振幅、液滴成份、板子與液滴之間的附著力、爬坡角度與水滴形變等,對液滴爬坡速率皆有影響。我們試著改變板子的傾斜角度,水滴最大的爬坡角度可達43度角。液滴之所以會爬坡,主要是因為震動使其形狀產生變化,受到板子附著力及水滴表面張力兩者的拉扯,加上重力與慣性的影響,水滴會先形成突起的柱狀體,之後柱狀體會往高處移動,因此帶動了水滴的爬坡效果,以上是利用高速攝影技術所觀測的結果。我們亦利用木板、壓克力板與橡皮筋來製作一個模擬水滴可爬坡的裝置,結果顯示,壓克力板會因為橡皮筋的拉扯而產生向高處移動的效果。

蟑螂的生物學觀察

我對蟑螂的好奇與興趣從沒終止過,自從上一年做了「活化石-蟑螂的生活觀察」實驗後,更多的問題引發出我的好奇心,腦海中一直思考「蟑螂為什麼能在地球上活動三億多年成為標準的活化石」,除了生殖能力強外,牠的足及觸鬚斷了會不會再生?把它胃盲囊摘除會有何變化?牠在何溫度下進食的多、排泄的多?.....等等,都有待我進一步的研究。

家禽飼養新方

台東地區工廠少,工業潛力小,務農者眾,大部份學生家裏,皆養有家禽,希望能培養出學生在實用科學上具創造及改良的精神,以提高農業經營上的利潤。

永春坡安全嗎?

(一)在山坡地普遍被開發的今天,本校(永春國中)?被建在著名的永春坡上。每天踏著幾百階的樓梯,望著對面奇特的高山(象山、五指山)無不驚嘆大地的神奇。 (二)有次單槓課,發現地上有裂痕,並有明顯下陷現象,不知是否和學校建在坡地有關? (三)每次到下雨天,自強樓四樓都有漏水,經觀察發現,兩棟樓之間有很寬的裂縫,難道也是地層下陷所引起? (四)在報上每次豪雨過後,就有坡地崩塌房屋被壓的新聞,不禁杞人憂天的想到,永春坡如果發生山崩,那永春國中不是有危險了嗎?因而引起了我們研究永春坡的興趣。

日曆鐘

我們一般所使用的日曆,多採用紙質,一天撕去一頁,十分不方便,且不夠美觀;而我們所使用的時鐘,皆為指針式,誤差大,不夠準確,不易讀,且易生故障;針對這些缺點,若我們能用電子方式,以數字直接指示時問,並使數字發光,則其準確性及易讀性之改善,足可將舊式時鐘加以淘汰;另外,日曆亦可由時鐘加以控制,所有日期、月份、星期,皆以發光數字顯示,且能自動換頁,不須動手操作;因而裝此時鐘及日曆合併為一可完全免除舊式時鐘及日曆的缺點,完成一新型之「日曆鐘」