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新的角度看Qwirkle--形色九連塊的列舉

在接觸了Qwirkle之後,我們開始研究如何列舉出形色九連塊。我們發現不管是科展歷屆作品或是網路上的論文資料,大部分都夠過圖文操作來窮舉所有多連塊組合,而且也沒有人將多連塊加上Qwirkle的規則限制,因此開始了這次的研究。研究過程中,我們發現形狀背圖和顏色背圖的列舉是找出形色九連塊所有組合的關鍵。透過背圖和外接長方形的利用,我們發展了3種方法來列舉所有的組合。最後,我們找出了所有形色九連塊並統整了可連接數字與不可連接數字的變化。

蚵殼心、離岸情 --探討蚵殼生態人工礁作為離岸堤之可行性研究

本研究實驗探討,海水經過各式消波塊及各種形狀蚵殼生態人工礁,用不同形式排法之離岸堤,來觀察沙灘流失變化及流失量最大值,進而了解離岸堤上消波塊與蚵殼人工礁應如何排列,提高蚵殼生態人工礁來當離岸堤之可行性。 首先自製起波器,波浪週期5秒、沙灘斜角10度來實驗,實驗過程發現,一字堆疊排法離岸堤以協克塊消波效果最好;天允塊一字形、弧形堆疊排法離岸堤效果差不多;分段堆疊離岸堤以協克塊圓形堆疊效果最佳。各式消波塊,離岸距離較近,消波效果較好。 最後協克塊與蚵殼人工礁消波比較,蚵殼人工礁效果較佳,若要以一字排法來當離岸堤,以圓形蚵殼人工礁消波效果最佳,若要以分段排法來當離岸堤,以斜45度橢圓形排法消波效果最佳。

水上奇蹟

台灣四面環海,加上近來劇烈變化的詭異氣候,使得台灣經常得面臨水患威脅。我們發現車子一旦不幸落水,車上人幾乎無法逃過滅頂的厄運。於是興起研究浮力車的念頭,希望能藉此延長救援的黃金時間。經模擬實驗證實外裝浮力囊讓車子在落水時浮於水面是可行的,研究結果發現浮力囊若能有較大的底面積,且於車身兩側以較大的長度包覆車輛,將產生較佳的穩定度,而浮力囊的形狀則以圓柱較佳。期盼我們的模擬實驗能對實際的狀況帶來一些幫助。

消失的祕密

由於人類太依賴塑膠產品,於是對地球造成極大的危機,如何減少地球上塑膠產品所占的空間是當今人類必須面對的最大課題;不然很快的,地球便被人類生產的塑膠製品所佔據。生物便缺少空間可以生存。所以,我們必須共同努力,往如何來解決我們人類所製造出來的垃圾尋求問題的解答,雖然可以把這些塑膠製品採用焚化、掩埋等等的方法,但也沒辦法完全解決這個問題。於是乎我們想到,若可以找到一種天然的方式來溶化塑膠,那不是很好嗎?於是,便開始了這次實驗的想法。\r 在老師的提醒之下,我們想起在五年級下學期的自然課中有一個單元正好談到酸與鹼,於是我們想到天然果汁的原汁是否能溶解人造塑膠?可以溶解到什麼程度?還有沒有更好的東西來溶解塑膠?我們設計一系列的實驗來證實天然水果的原汁可以融化人造塑膠,並試著找出更快溶解塑膠的方法,期望能運用在實際的生活上。

異中求同的數字方塊

1.三角形數字方塊在特定區間內,都只能找到二組數多層的數列,在特定區間H~N中a>b>c。 i. 當a-b=1時,當b- c=N-2時,可以產生N-H內層的三角形,所以數列為數(N,N-1,H)。 ii. 當b- c=1時,當a-b=N-2時,可以產生N-H內層的三角形,所以數列為數(N,H+1,H)。 2.正方形數字方塊得知數字(a,b,c,d),【a-b > b-c與b-c > c-d時】、【(a-b)-(b-c) (b-c)-(c-d)】與【(b-c)+(b-d)-(a-b) > (a-d)-3(b-c)】以上條件,在特定的區間可以往下推論到有7層以上的正方形。 3.取四個數字為(a,b,c,d)時,第2層為(a-b,b-c,c-d,a-d),發現(a-d)=(a-b)+(b-c)+(c-d)的關係,為最小的三個數加總等於最大數。 4.特定區間內最內層一定為(0,0,0,0),最內第二層一定為四個數字相同,且利用倒數第二層為(2,2,2,2) 乘2倍、4倍、8倍、16倍…可以反推的方式找到 (a,b,c,d)有最多的內層正方形。

光纖及雷射導光在建築物振幅及結構安全可行性之探討

元宵節路邊攤販,叫賣一種『滿天繁星』的小型手電筒,光源前面接著一串細細長長、顏色不一的透明塑膠「光纖」,把電池開關打開,細線頂端就會發亮!作者群首先意外發現光纖斷裂與轉折處,可透露建築物內部結構受損的訊息與方位;續而在應用雷射筆作全反射的實驗裡,再進一步發現「光纖雙向傳輸」及「光線槓桿原理」,可以用來偵測建築物的位移。「光纖」和「雷射光」相加乘,在生活中可發揮無遠弗屆的應用功能,值得大家來關注。在整個實驗過程中,對光纖導光特質有更進一步的了解;並且經由文獻的探討:鐳射偵測準靜物的位移等,變因的操控、觀測、分析,學到了網路資源蒐尋與擷取、數位相機、放大量測等方法、收穫良多。

健「鹼」happy蛋~健康皮蛋新面貌

皮蛋是我們喜愛的食物,但具有獨特的色澤和風味,並含重金屬,因此多數外國人望而生畏。在研究中,我們先了解市售皮蛋製作方法與原理,再自製不含金屬的咖啡、胡蘿蔔、苦瓜等共8種改良雞蛋皮蛋,過程中我們先以光照檢測蛋白是否凝固以找出適合的浸泡天數,再更改浸漬液pH值以及溫度。我們發現不添加金屬化學藥劑,咖啡皮蛋pH為12,室溫約25℃時,浸泡12到14天的製成率最高。當pH為13,室溫約17℃浸泡21天,咖啡皮蛋的製成率最高,胡蘿蔔其次,且外觀極剔透漂亮。浸漬液pH13所需的浸泡天數較pH12少。室溫25℃所需的浸泡天數較室溫17℃時少。在硬度測試方面,當pH為13,室溫約17℃浸泡21天時,咖啡、苦瓜、胡蘿蔔皮蛋硬度均較高,觸感也較Q彈。

多管齊下-自製複管笛的音色探討

本研究利用生活中隨手可得的水管、廢棄椰子殼與竹子(掃把柄),嘗試研發製作出能同時發出旋律音與持續音的特殊樂器,並探討其旋律音與持續音之間所產生的音色和諧度的變化。 由於「雙管鼻笛」與「葫蘆絲」的構造比較特殊,我們除了探討相關文獻,了解笛類樂器的發聲頻率公式外,還實際操作器械,藉由自製的水管笛驗證管長、管徑與吹嘴對基音頻率理論的可行性。電腦頻譜軟體,除了可以分析主管與副管(和音管) 在各音階的的和諧程度外,更可以作為我們自製樂器微調管長或音孔大小的依據。

神隱之軌~光和芬達

光,我們到處都看得到,但是他是什麼樣子呢?我們在過馬路上時,也曾看到轉角有利用凸面鏡做成防止車子相撞的鏡子。上自然課時,有上到折射、反射,而我們也的確有看到反射的光和折射的現象。但是,我們所看到的都只是一個光的點,如果能看到一整條光一定能更清楚了解到光的性質、能呈現出一整條光線、能做出光性質的裝置,那一定能讓人更清楚的了解光的性質,而我們的實驗就很有很進展的空間。

開不開,有學問-皮鞋開瓶塞研究

一則網路影片用皮鞋開酒瓶塞,引起我們的好奇,背後的原理和影響因素是什麼?經討論及資料蒐集,設計實驗並自製撞擊器來控制撞擊力,希望找出原理和影響的因素。發現:撞擊力須透過液體傳遞,且液體量要足夠;撞擊頻率高有較佳的瓶塞移動效率;撞擊力傳遞至瓶塞須大於瓶塞及瓶口間的阻力才能使瓶塞移動;瓶身角度須水平置放;墊子的緩衝性太好會吸收撞擊力,可能無法克服瓶塞的摩擦力;不同材質及不同表面性質的瓶塞會影響瓶塞移動的成功率;容易產生氣泡的液體,瓶塞移動成功率較好,黏滯性高的液體則較差。瓶塞移動的主要因素是靠撞擊力的傳遞來推動瓶塞,可以用流體力學的白努利定律來分析,而空蝕現象的發生則有助於瓶塞的移動。