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國小組

老師,要關門嗎?─室間隔音與聲音傳播之探討

本研究主要從我們在學校遇到的問題出發,加上最近大家熱烈討論環境議題,引發我們研究的興趣和動力。剛好在五下自然課中也學到相關概念,讓我們更有能力進行探究。由研究的結果我們發現聲音原來是這麼有趣而複雜的,以前我們都忽略它、誤解它。我們常會直覺把門關小就可以降低干擾(提高隔音),現在發現開口大小和隔音效果的關係並非單純的等差或倍數關係,把門關小隔音效果不一定會變好,只有在全部關閉的狀態下,才能達到顯著的隔音效果。其次,我們也發現隔音效果除了和開口大小有關,也和其他原理或效應相關(例如材料、共鳴、側路傳播),這正可以當作我們未來繼續研究的方向。

還以「原」色

紅、黃、藍是色彩的三原色,每種顏色都隱藏了不同的原色在裡頭!不只是陽光、彩色筆及水彩…等,就連日常生活中隨處可見的糖果、水果裡頭都有著繽紛的色彩。

一步一腳印-探討方格棋盤中各種路徑問題

在這次的研究中,我深入的研究三種結論:第一,路徑的步數和最大公因數有關。第二,圖形最後會回到起始點,之後路徑就會重覆。第三,如果起始點不同,圖形看起來似乎不一樣,但是實際上是有關聯的。而在同一個棋盤中所有的圖形數也和最大公因數有關。而且,很多圖形看起來好像是無關的,但是我歸納出7種基本圖形,所有的圖形都是這7種圖形延伸和擴展出來的。最後,在棋盤中,不同的起點會出不同的圖形,當然有些是相同的。我也發現到不同起點但是圖形相同也有規則,剛好形成S形的排法。這些結論其實和線對稱有很大的關係,利用線對稱的想法可以解釋出很多規則。而且,所有的棋盤可以看作是某一個正方形棋盤的延伸。

「破風而行」-風阻的探討

我們想要探討物體形狀及排列狀態對於風阻的影響,並對照自行車隊運用策略,從中尋找蘊含原理。我們發現:(一)物體前側角度愈大,風阻也愈大。(二)物體後方形狀愈平緩,易出現真空區,四周氣流隨著改變,阻力大增。(三)列車車頭形狀愈具流線形,空氣流動愈流暢。(四)車殼上錐狀孔洞及通風孔,具備降低風阻的效果。(五)列車高速前進時,風阻差異將擴大,若車頭形狀設計不佳,會產生擾動氣流造成危險。(六)物體正前方若有另一物體接近時,中間的氣流方向是紊亂的,後方物體面對的風速將減弱。(七)自行車選手前方隊形能有效降低風阻,但車隊需視情況調整策略。我們藉由這些結果了解交通工具的風阻處理方法及運動時降低風阻有利策略。

朝顏暮容

一般人以為牽牛花就像日本人所稱的「朝顏」,法國人所稱的『清晨美女』,早上開放,下午閉合,經過我們的觀察,發現也有傍晚開,早上閉合的情形,我們也做了一系列的觀察及實驗,結果如下: 槭葉牽牛花屋較3樓頂樓加蓋之第3樓普通教室室內外溫差低3.9℃。 4種牽牛花及馬鞍藤早上開,下午陸續閉合。 槭葉牽牛花在晴天、陰天、雨天都是早上開,下午閉合,但在陰天有時會在傍晚開,隔天早上閉合。陽光、水分較會影響花朵的開放閉合,氣溫影響不大。 4種牽牛花及馬鞍藤花蕊周圍都是接近紫色,都有星形條紋,雨天時水滴會停留在星形條紋,並順著條紋流入花冠儲水,形成「蜜指標」,吸引五種昆蟲接近,尤其是蜜蜂接近吸取花蜜,傳播花粉,增加植物繁殖的機會。

風馳電赴-突發奇想(風力發電機研究)

很多廠房和家庭的屋頂上都裝設有自然力抽風機的設備,在本實驗中,利用這樣的設備以固定的磁鐵強度找出最佳線圈數,並藉由磁鐵同異極的排列方式,來達到最佳能源效率;並嘗試利用集風的效果,希望獲得更大風速,讓風力發電機產生更大效益。

我們都有「對號入座」嗎?〈國小課桌椅研究〉

今年我們由三年級升上四年級,發覺我們的身高長高了,椅子好像變矮了。坐起來都不\r 太舒服,大家都一直找適合自己的桌子和椅子。同學也發現桌子和椅子旁邊有各種不同顏色\r 的色柱,我們都只是用來吊掛書包和抹布,很少注意其真正的用途。因此我就請教老師桌子\r 色柱的真正用途,並上網查詢有關國民小學課桌椅規格,發現到圓柱色彩有乳黃色、土黃\r 色、茶色、淡藍色、藍色、深藍色、紅色。不同的顏色代表著不同的型號,型號方面還有\r 110 型、115 型、120 型、130 型、135 型、140 型等6 種,而且也有配對的椅子。所以我覺得\r 每位同學都要有適合自己的椅子和桌子,並且能了解課桌椅的型號是否適合自己的身高?因\r 為沒有適合自己的課桌椅,容易長期姿勢不良易造成各種肌肉與骨骼的病變,也造成學生近\r 視與近視惡化的原因。

不約而同----對稱陀螺與非對稱陀螺

自然界看起來好像遵守對稱性的物體比較多,可是嚴格說來這些物體卻並非真正對稱,對稱物體對我們來說,它就只是一種人為簡化的狀況,但這也引發我們對這兩者間轉動狀態感到好奇。而對於陀螺問題的研究,因為實驗設施的製作困難,所以很難面面俱到,例如以手旋轉、陀螺與地面接觸的摩擦力、軸心與陀螺不垂直等問題。再加上過去討論陀螺的焦點集中在對稱物體上,對於『不對稱陀螺』較少有人討論,所以我們便以「陀螺轉軸定位裝置」找出不對稱物體的對稱軸後,再以自製「陀螺旋轉儀」找出對稱陀螺與不對稱陀螺的物理轉動特性。我們發現:『對稱陀螺與不對稱陀螺』,轉軸於地面上的摩擦力越小、陀螺腳高越低、陀螺旋轉面積越大、旋轉陀螺的線越長、旋轉陀螺的力量越大,轉動的越久。

可怕大海嘯

假設台灣東西岸同樣面對大洋,「為什麼東岸地形比西岸地形不容易發生海嘯?」「為什麼海嘯發生,深海上的船不會感覺而岸邊的會被翻過來?」南亞大海嘯引發了對海嘯的研究動機,比較鵝卵石或沙子地質在不同角度斜坡對海嘯反應,發現30 度斜坡房子倒最多,90 度最少。鵝卵石上房子比沙子上的穩。洗衣板模擬角度實驗,發現50 度斜坡浪最高,90 度最小。三段式大海模型實驗,發現海嘯由深海進入淺海時,波長短0.7 倍,浪高增1.9 倍,等比例放大成西岸水深40 公尺,驚訝地發現將有7 公尺巨浪!證明了平均40 公尺深西岸,因為淺所以浪會變高,易有海嘯;4000 公尺深東岸,因為深所以浪小,不易有海嘯。以節拍器控制波浪頻率實驗,發現頻率越高浪的波長越短。

星星知我心

我們學會認星座,繪製「觀測星等需要的星座圖」,包含四季星座、星名及「天文年鑑」記載的星等;想出測量星等的新方法,我們自己設計製作「星等測量器」,利用「黃色透明玻璃紙」測量「夏季24 顆」、「冬季68 顆」及「太陽」的星等。使用「星等測量器」測量星星之亮度(星光最多能穿過多少張的玻璃紙);我們絞盡腦汁將「測量得到星星之亮度(玻璃紙的張數)」轉換成「星等數字」,先發現每3 張玻璃紙可以劃分成一個星等區,大致符合「天文年鑑」記載的星等;後又發現每1 張玻璃紙可以劃分成1/3 個星等區,更精準符合「天文年鑑」記載的星等。這種測量星等的新方法值得推廣與應用。