全國中小學科展

國小組

翻出一片天

去年,學長; 姐找我和幾個同學一起做科展,在過程中我愈做愈有趣。今年我決定再接再厲,而且為了延續這項良好的活動,找同學外我還找了學弟一起來做科展,我以去年的心得跟他們分享,他們聽完之後,很感興趣,我們便開始找題目來做。這時數學課正好在上怎樣解題的單元,老師出了一個翻杯子的題目:「有七個杯口朝上的杯子,每次翻動四個不同的杯子,要翻幾次才能把所有的杯子都翻成杯口朝下?」我們一開始拿了幾個杯子做做看。想不到,把我們搞得暈頭轉向,好難啊!但此時不服輸的細胞告訴我們不要放棄!我便跟學弟們說:在研究的過程中遇到瓶頸是常有的事情,不需要感到驚訝。有人提議說,既然遇到不會的,那就簡化問題吧!所以我們開始以下的研究過程!

旋轉陀螺-空中Ubyke

觀賞球類比賽時曾思考球的飛行路線為何會突然發生偏轉,產生意想不到的運動軌跡?查詢資料發現「馬格努斯效應」是流體力學中,因「白努力定律」所產生的現象;在壓力差的存在下,會使旋轉的運動球體(圓柱體)產生位置的偏移。我們先利用保麗龍的飄動,驗證了白努力定律中因速度差產生的壓力變化,接著利用2種不同的實驗,證明旋轉的圓柱體運動軌跡會因壓力差而產生路徑的改變;最後我們以「紙杯」來設計實驗,利用橡皮筋來纏繞紙杯並提供飛行時的動力,就像空中旋轉的陀螺。我們利用不同的操作變因,探討運動軌跡的變化,希望找出在空中能飛行更久、更遠的簡易飛行器,如果日後能克服重量的問題,也許不久的將來就能成為空中Ubyke。

黑糖蛇~糖類燃燒變化之探討

黑糖蛇的製作原料是糖與小蘇打粉。糖含大量蔗糖燃燒受熱後容易燃燒不完全產生大量碳粒;小蘇打受熱產生二氧化碳的速度再配合糖燃燒不完全產生碳粒的速度,使得燃燒後的糖產生空隙,將剩餘的碳逐漸推出,看起來就像產生一條黑蛇。從實驗結果,我們發現產生黑糖蛇的三個關鍵---糖加熱的溫度要高、產生的碳粒要多、膨鬆劑產生氣體的速度要適中;因此糖和小蘇打粉的比例為4:1、配合酒精燃燒加熱的溫度就能製作出最長的黑糖蛇。

比潘朵拉之盒更神奇-自動抽空氣的收藏盒

我想設計製作一個能自動抽出部份空氣的收藏盒。我希望這個收藏盒能夠一直保持在固定的較低氣壓(和自然環境比較起來),如果它會滲入空氣的話,我希望當滲入的空氣達到一定的量,它會再自動抽出空氣。我利用四年級自然課所學習到的馬達和電路的開與關和幫浦,再加上我自己想的薄膜型氣壓反應裝置(利用手術用手套製成),經過許多次的修改、調整,才完成這個新發明-會自動抽出空氣的收藏盒。接著,我要用自製的收藏盒來存放食物類和金屬類的東西,來比較它的防霉、防鏽效果是否優於一般的保鮮盒。

長壽花

因為團體活動花藝課插的花很快就枯萎了,所以想研究出使水插花常保鮮豔美麗的方法。根據學校自然課所學相關單元的知識,再加上花店老闆和書籍的資料,我們擬定研究計劃,進行實驗記錄、分析結果。在本研究範圍內,我們發現:想要有一盆漂亮又耐久的長壽花,就必須每天換水、以十字剪莖的方式剪短高度後快速於底部加熱、置於較光亮處、加保鮮劑於水中、拔掉一些葉片、而且容器不能太小。

『凸』子跟著太陽走,開啓冷熱電光秀 - 運用毛細現象以太陽能淡化海水系統的設計與製作

本組利用太陽能來淡化海水並以溫差來發電,實驗的創新項目:首次利用棉線的毛細作用將海水引至加熱機構裡,再以菲涅耳透鏡聚焦太陽熱能,蒸發加熱機構內的海水,蒸氣經鋁管自然冷卻,可析出鹽度降低的海水,並同時利用溫差來發電,所以本設備可作為海上之緊急狀況備援,以應製水與用電需求。本組實驗機構有以下功能: 1. 海水淡化:加熱機構在達到可蒸發海水的溫度下,運用棉線的毛細作用與水的蒸發冷凝變化,可產出淡化海水直接使用,或經過重複淡化,最終可以成為純水。 2. 加熱機構之保溫功能:當太陽光短暫不足時,仍可使溫差發電片持續發出電力供緊急使用。 3. 結晶鹽的利用:加熱機構將鹽分結晶保存於槽區,易於取出使用,並簡化保養維護工作。

「知」乎「摺」也

本研究在探討由18個正三角形所組成的三角環形(如圖一),經摺疊可產生的連塊,針對其中正六邊形連塊進行研究,找出摺疊的規律,並設計益智遊戲。

消失星星的謎-背景光亮度、水氣、PM2.5對觀測星星的影響

本研究想了解不同因素對觀測星星的影響,我們採用實際觀測及模擬實驗進行研究。 我們發現觀測星星時,地面光害和月暈不會降低觀測到的星星亮度,但濕度、雲霧及PM2.5濃度會降低觀測的星星亮度,這些因素同時會增加背景光亮度,背景光嚴重的地區,背景光增加的亮度更多,使星星和背景光亮度相近,而 星星視星等/背景光視星等<0.8 時,人眼才易看清楚星星。 本研究特色: 1.自製的雲霧實驗腔,能在加壓後能進行絕熱膨脹相關實驗並進行攝影觀察。 2.能依據月相、濕度和 PM2.5濃度,預測本校操場當日夜晚「星況」。 遠程發展是依本研究之方法,繼續觀測不同觀星地點的環境條件,找出關連性,最終設計一個程式,讓人們能「依據天氣預報資料」評估當地的觀星狀況。

向日葵的觀察研究

我家的花園裹種有很多種的花,其中幾棵高高的開著像太陽一樣的花朵常向著太陽開著轉動著,因為覺得很有趣便去請教老師,老師說,那是向日葵,利用課餘的時間老師指導我們做下面各種觀察和實驗,並從工作中去找答案。

天羅地網

本研究是觀察蜘蛛結網的種類,並且透過人工飼養的方法,設計不同的環境因子,觀察蜘蛛如何結網;另外,我還發現蜘蛛網上的水珠和荷葉上的水珠很像,所以搜集資料,用電腦軟體來輔助與驗證水滴在蛛網現象與奈米效應的關係。研究發現: 一、蜘蛛網可以用白色萬用凝膠採集。 二、蜘蛛網種類可分為正常圓網、空心圓網、漏斗網、吊鐘網、帳篷網、皿網、天羅地網。 三、人工飼養蜘蛛所結的網可在直立樹枝上結圓形網,其他則否。 四、無風時蜘蛛所織的絲較稀疏,反之則否。 五、有光源時蜘蛛能織出絲網,沒光源時網雜亂而稀疏。 六、震動大蜘蛛絲較長、較稀疏,反之則否。 七、水滴在蜘蛛絲與不同的線材比較,由軟體分析,蜘蛛絲上的水滴與奈米效應相類似。