全國中小學科展

國小組

恰北北超給力—磁極與磁力對種子萌芽生長的影響

本實驗主要探討強力磁鐵磁極與磁力對綠豆萌芽生長的影響。植物生長要素有:水分、陽光、空氣和土壤,但對於磁力因素的影響,相關研究資料並不多;所收集到的報告,大多著眼於磁力大小或磁場強度因子,並未考慮到磁極對植物的影響。本實驗嘗試利用強力磁鐵的不同磁極(N及S)與不同磁力大小,觀察對綠豆萌芽與生長的影響。在綠豆生長過程中,N極對於綠豆株長度約有46.11%的生長促進效果,而S極約有16.07%的生長抑制現象。另以市售標榜「促進血液循環、消除疲勞」之醫療用磁力貼進行檢測與實驗,結果發現磁力貼之皮膚接觸面全為N極且亦有促進綠豆萌芽生長的現象,與本實驗結果「N極促進;S極抑制」推論,相當一致。

沙中精靈—短趾和尚蟹特殊行為的研究

短趾和尚蟹是常見一種小型螃蟹,對於這個作品我們歷經兩年的研究,研究的內容主要包括和尚蟹的居住環境、蟹螯的功用和行為的特性等方面。研究主要分成幾個部分,分別是和尚蟹的鑽地行為、有無各種感官反應、覓食行為、潮濕程度、震動和旋轉對牠們的鑽地方向或行為的影響等許多的問題,都值得我們去深入探討。居住環境主要了解分布地點、洞與洞之間是否互通,再細分為外觀與深度等;對於蟹螯的功用也可分為取食、打架、挖洞等。另外,我們測試和尚蟹的各種感官知覺,例如嗅覺、視覺、聽覺與觸覺等,以便了解牠究竟如何察覺外來的敵人。特別的是,我們研究牠的鑽地行為特性,發現和尚蟹會分別以順時針或逆時針的旋轉方向往下鑽進沙中,至於決定鑽地方向的因素,分別設計如沙土環境、有水與無水、磁力、空間旋轉等變因去探討,發現到不同因素對於和尚蟹鑽地方向的影響。

在裡面。變多少

本研究探討將一多邊形的邊長等分,以等分點至對角做切割線,形成的內多邊形面積為原多邊形面積的幾分之幾,研究過程中利用「擴大法」、「切割法」、「假設法」來解決問題,並歸納提出解題的計算式。

似水留黏 ~ 黏黏的留言條

此研究探討利用廚房常見的天然材料,製作天然無化學成分且方便有效的天然留言條。研究過程中選擇糯米粉、太白粉、白米飯、高筋麵粉、中筋麵粉以及低筋麵粉製作,探討不同粉水比例、水溫與添加各種廚房常見材料,以自製的承重力實驗架設,量化尋出能夠適當製作出可以廣泛應用,方便、經濟、環保、無化學成分、實用性高的天然留言條之最佳方法,甚至進一步構思實作在生活上其他方面的應用,充分發揮粉水黏性的應用價值。

亥姆霍茲旋轉木馬的秘密

在聲音與樂器單元中,老師播放亥姆霍茲旋轉木馬轉動的影片,引起我們的好奇心,因此我們對於影響亥姆霍茲木馬轉動的因素進行研究,實驗發現: 1.當聲音的頻率越接近腔體頻率,與腔體共振時,會產生往瓶底方向的推力;聲音響度越大,此推力越大,轉速則越快。 2.腔體容量越小或瓶口面積越大時,推力越大、轉速越快;改變腔體內氣體發現,共振時因氣體逸出腔體的速度不同,而影響腔體的轉動。 3.腔體與轉軸的距離越近或旋轉裝置越輕時,轉動慣量變小,而使轉速變快;其中推力大的沙士瓶搭配更輕的旋轉裝置,轉速可高達112圈/分。 最後我們發現磨砂機的噪音也能讓同頻率的腔體轉動,但推力比單一同頻率小,可見音色也會影響腔體的轉動。

棉花糖製造機

自己也可以做出香香甜甜像白雲一樣的棉花糖喔!只要準備馬達、飲料鋁罐、糖和酒精燈…,在罐子上打上一些小洞,鋁罐一旋轉,鋁罐中燒融的糖漿就會從小洞噴出一絲一絲的棉花糖了。在這個研究中,我們不斷的改良棉花糖製造機及提升製作棉花糖的技術,我們也以(1)洞的高低,(2)洞的數目,(3)糖的種類,三個變因來探討如何做出最多的棉花糖。我們發現將 300 個洞打在鋁罐低處,並使用冰糖可以做出最多的棉花糖,但是做棉花糖的技術也是重要的關鍵。

田溝仔發電機

利用報廢的光碟機,拆下內部的徑向馬達做為發電機,並善用輪軸及齒輪傳動原理設計\r 齒輪比1:216 的變速箱,加速發電機轉動。以橋式整流器控制電流方線,並以220uF 及2200uF\r 的電容儲存電壓,設計發電效果最佳的發電機組。由9 片扇葉及腳踏車車輪組成攻角40 度的\r 水輪機,有較佳的拉力及轉速。結合發電機組及水輪機組成田溝仔發電機,利用校園源源不\r 絕的灌溉水溝來發電,能使18 個LED 燈持續發光,可用來照明。將改良版發電機組裝在腳\r 踏車上,可為夜間騎車的人提供照明,增加夜間騎車的安全性。

海中的蒸蛋烤蛋塔

本研究發現食品施加鐵鹽與魯米諾檢測液的螢光反應可直接測定攝氏150度烘培環境下梅納反應是否明顯發生,這套方式將可有助於食品工廠針對梅納反應的快速檢測。而藉由孟塞爾比色帖的比對則可間接判別梅納反應褐化的程度。不同風味的梅納反應需要不同種類的蛋白質和醣類的參與,有時甚至需要多種反應物共同作用。 海洋當中鐵鹽有助於梅納反應的進行,並且可以產生鐵錯合物,這有助於沉積物當中鐵和碳的固定以及汙染物質的去除。淡水河河口與北海岸的表層環境因為有機質的累積以及水體中所攜帶的鐵質,因此或許有可能可以發生天然的梅納反應。但這些有待後續研究做更多的驗證。

四連珠-贏的策略

一開始,我們是先玩7×6 的棋盤,想要找出遊戲的最佳策略。在這過程中,發現了:有人已經連成三子形成一個「待贏」的連線時,等待連線的第四個空格的位置就很重要。因此我們提出了「有用空格」這個概念。而我們也利用這個概念稍為分析了勝負可能的情況。研究7×6 的棋盤一陣子後,我們猜想後手贏的機會較大,但因為7×6 的棋盤要分析的情況太多,所以我們決定先研究4×4 棋盤的最佳策略。起初先玩4 × 4 平面四連珠,但它實在太容易和棋了,所以我們就把棋盤捲起來成了4 × 4滾筒四連珠,它可以增加連線機會,研究結果也證實4 × 4 滾筒四連珠產生連線的機會比4 × 4平面四連珠大,但和棋的機率也很高。在近五千盤的研究後,我們發現在4 × 4 滾筒四連珠中,有15 種盤面在第5 步棋時就可以判斷先、後手的輸贏。利用這些資訊,我們也找出後手的最佳策略,保證必贏或必和。

早晨的空氣真的最好?

上學期我們老師講到「自然界物質的循環」,「天氣的變化」,這兩個單元時,老師指導我們做了很多的實驗與觀察,尤其是「觀察大氣的流動」、「觀察植物的氣孔」與「光合作用產生氣體」的實驗中,使我們聯想到一個問題,「晨跑的朋友所吸進的空氣是新鮮的嗎?」為了驗護這個問題,我們在老師的指導下,在各種不同的氣候狀況中連續不斷的做了實驗與觀察。