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國中組

片面之磁

本研究是對磁鐵同極相斥特性、磁通密度加成性、磁性材料導磁特性進行研究。由實驗發現,非金屬都不會被磁鐵吸引,但也不是金屬就可以被磁鐵吸引,如銅、鋁就不會被磁鐵吸引。另外,由實驗發現,磁鐵的排斥距離與靠近磁鐵物品的種類、形狀、大小與放置位置都有關。靠近磁鐵的鐵線越粗、鐵線排列越緻密與鐵線在4.50 cm 以內時鐵線的長度越長,越能縮短磁鐵的排斥距離。在本研究中亦發現,(1)磁鐵排斥距離與10.00 cm 長導磁材料的線徑呈線性減少關係;(2)在10.00 cm14#鐵線相距180 度下,磁鐵排斥距離與磁鐵的磁鐵的磁通密度呈線性增加關係(3)當14#鐵線長度小於4.50 cm 時,鐵線排列距180 度、90 度、45 度時,磁鐵排斥距離與鐵線長度亦呈線性減少關係。另外,由本實驗也可了解鐵線如何影響磁鐵磁力線分佈。最後,本研究選擇磁通密度為3000 高斯的磁鐵,加上磁鐵同極相斥及片狀導磁材料導磁易形成『片面之磁』的特性及水的浮力原理成功做成『上升水位監測系統』及『下降水位監測系統』,這兩個系統可應用於河川水位警示。

一線生機-單色三、四、五邊形之連線比賽

連線比賽是由甲拿藍色筆,乙拿紅色筆,甲先乙後輪流在凸n邊形上的頂點連一線段,如比賽單色三角形,先連出單色三角形者為勝。我們的研究首先求出n之最小值為6,接下來找出被指定不同圖形的雙方皆使用最優勢畫法且互相封閉時,具有必勝策略者,得到以下結果︰甲指定的圖形 乙指定的圖形 雙方皆使用最優勢畫法且互相封閉時,具有必勝策略者一個藍色三角形 一個紅色三角形 甲一個藍色四邊形 一個紅色四邊形 甲一個藍色四邊形 二個紅色三角形 甲二個藍色三角形 一個紅色四邊形 乙三個藍色三角形 二個紅色四邊形 乙二個藍色四邊形 三個紅色三角形 甲一個藍色五邊形 一個紅色五邊形 甲並發現畫n條線段能產生最多的單色n邊形之潛在線數的規律性,同時歸納出必勝策略的方向。

地球也「熱透」—溫室效應與光熱現象的模擬探討

「溫室效應」是大家耳熟能詳的名詞,但大多人對它一知半解。新聞常常會報導:溫室效應已很嚴重,專家表示,幾年之後,一些小島嶼將會被海水掩沒,極洲生物將失去牠們的土地。在考試時,題目寫著:深色及淺色對光吸散熱效果不同,所以市面上的陽傘都有固定的顏色配置;再者,我們常使用的建築材料中,哪一種最符合「吸熱慢又散熱快」的效果呢?我們經由簡單的實驗來比較,獲得淺薄的認識。日常生活中諸多現象都與熱相關,我們藉由模擬「溫室效應」來了解其原理與效應。

無聲動力–線圈砲的發射分析與應用

組裝線圈砲,發現主要的發射因素由電容、線圈、電壓、發射物形狀等變因所影響。因此實驗上探討以上變因,並且發現以下三點:一、線圈內的磁力有對稱性且對發射物產生加速與減速作用。二、適當的電容量,配合高電壓,即可讓發射物有較佳的發射速率。三、發射物的形狀會影響線圈內所受磁力,也影響發射速率。最後加上紅外線感應器,來探討線圈砲對物體的加速與減速應用。

力爭向上的水滴

我們整個研究的主題,是利用板子振動的方式,使板子上的水滴往高處方向移動。實驗發現水滴向上爬升的速率與板子的振動頻率有關,接著我們增加板子的重量,結果讓水滴產生最大爬升速率的振動頻率反而降低。實驗裡,可以向上爬升的水滴直徑都超過0.2cm,水滴太小或太大都會造成爬升速率較慢或者不會有爬升的效果。另外也發現,採用不同成份液體做為爬升的液滴,會有不同的爬升速率,代表表面張力在水滴爬升的過程中,扮演很重要的角色。把水滴滴在塑膠、不鏽鋼金屬及銅金屬等三種不同的表面上,發現水滴會有不同的爬升速率,表示水滴與接觸面材質之間的附著力會影響水滴的爬升。我們也對液滴向上爬升的現象,進行攝影分析,並提出了解釋。

你可以再“白幕”些~修正帶的結構功能探究

設計問卷調查統計國中同學使用修正帶的狀況及意見。募集廢料並蒐集數十種品型修正帶,經細心拆解,充分了解共同的主要結構功能。歸納為數個傳動環節及部件,以力矩、功率、摩擦力等科學概念由動力面向及速率面向分析其中的輪軸、齒輪、皮帶滑輪等機械裝置,設計相關十個實驗進行探究及驗証。其中最關鍵的是迫緊載帶機制及強制滑動界面的傳動探討。也細膩解析棘輪阻逆、手動緊帶、替換內帶、塗抹頭的設計,凸顯各部件的改良歷程,及許多仍待改進的重點。並比較日常生活中類似修正帶的二輪互動裝置的異同,如腳踏車、錄影音帶、膠捲底片。應用修正帶的設計,經歷反覆思索及實作修正,發展完成以簡易材料製作可持續通用一般雙面膠帶的機身設計。

酸雨腐石

本研究以電子天平、電導度計、PH 儀、鹽分計等儀器,來研究由不同地區所取得的雨水,對於不同建材(石版、紅磚頭、大理石、瓷磚)的腐蝕程度、鐵金屬片的氧化效果,及不同金屬片在不同的食用鹽溶液、不同重量百分濃度,所組成的反應系統之金屬氧化反應及電化學性質。依據所測得的數據,得知以下的結果:各地區雨水的 PH 值以仁武地區最小並達到酸雨標準,其電導度最大,也是最容易造成建材腐蝕及金屬氧化。我們發現建材對於酸雨的抗腐蝕性依序為 瓷磚>紅磚頭>石版>大理石不同食用鹽中,就金屬氧化程度而言,不同金屬中以鐵金屬最大,鋅金屬次之,鋁金屬第三,而銅金屬最小;以加速金屬氧化程度而言,高級精鹽最快,美味鹽次之,無碘鹽第三,而低鈉鹽最慢。

水中的芭蕾舞者─水黽的浮沈生涯

假日曾與同學至澄清湖烤肉時,發現水面上飄浮著一隻隻體態輕盈、動作靈巧的昆虫在透明的水鏡舞台上展現一段段優美的芭蕾舞曲,頗令人羨慕。於是抓了幾隻回學校請教生物老師之後,得知這位舞技高超的“芭蕾舞虫”芝芳名叫“水黽”!於是她的“凌波微步”就引起了我們的興趣,而展開了我們的研究。

美麗背後的危機-體檢佐倉步道護坡

原為台泥採礦道路的佐倉步道,隨礦區廢棄現已規劃成生態步道,成為花蓮市郊登高健行、拜訪自然的絕佳選擇。但是,去年的冬颱過後造成滿目瘡痍,暴露出此處有崩塌、地滑的疑慮。藉由實地的地質調查,分析此處可能造成的地質災害,觀察邊坡的防護工程,尋找需補強改善的地段。步道全長3950 公尺,距入口處約450 公尺與約820 公尺兩處的擋土牆,前者因設計不良而後者因地質敏感有高度崩塌的危險性,需立即改善。此外,整段步道的護坡工程也有設計不當與施工粗糙的問題。建議有關單位加強護坡工程體檢,並於地質敏感區設立警告標示,以維護遊客安全。附帶一提,此處的生態豐富之外,也有珍貴的石灰岩地形,希望有關單位能設立解說牌以增進遊客的地理知識。

以自治簡易裝置改良假酒中甲醇的定性及定量分析

誤飲假酒造成中毒事件,一直是近期層出不窮的社會事件,因此假酒也正引發酒類使用者的安全問題。酒類的主要成分為乙醇俗稱酒精,而假酒就是以伴隨有不少甲醇的工業酒精為原料(國中理化第十章)仿冒真酒,飲用後若不能及時有效的治療,常引起失明甚至喪命的後果。一般酒類中也含有少量的甲醇,但只要不超過國家規定40毫克/100毫升的界線,相當於400ppm(資料來源:藥檢局),就不至於影響健康,因此我們極希望找到一個簡易的檢測低濃度甲醇的方法來保障國人的安全。