全國中小學科展

國小組

表面功夫-用自製儀器測量液體的表面張力

自然界中存在著表面張力,它讓水黽浮在水面上讓大王蓮載重,所謂表面張力就是液體表面會有分子的作用形成一層膜,這層膜會將表面積收縮成為最小,這收縮的力就是表面張力。在實驗中我們利用生活中的物品,組裝出一個自製測量表面張力的儀器,水的表面張力經過水溫、界面活性劑以及不同液體的測定實驗後,發現我們自製的儀器很精準,原來許多自然科實驗不需要花大錢來買測定儀器,自己研究出來的才會有實驗的樂趣與成就感。而我們也利用各種清潔劑來探討表面張力被破壞的情形,原來清潔劑又稱界面活性劑有著親水基與親油基,親水基會跟液體表面的薄膜作用進而破壞了表面張力,不同清潔劑溶液有不同的表面張力,有些更會隨著濃度改變而變化。

水來土掩—毛細、入滲與黏滯度

日常生活中,我們可以看到許多不同種類的土壤,土壤也與生活息息相關。因此我們利用簡單的器材,進行了砂子、陽明山土壤、泥火山土壤及黑壤的毛細現象、入滲現象和黏滯度實驗,比較四種土壤的特性,發現不管是黏度,或是最大靜摩擦力,數值最高的都是黑壤,其次是泥火山土壤、陽明山土壤,最後則是砂子。這樣的特性,讓我們瞭解平時要盡量避免踏入溼黏的泥土,以免腳陷入土裡造成困擾;練跳遠之前也必須將遇水後變硬的砂子挖鬆,以免危險。

溪的眼淚-樹梅坑溪污染調查與溪流自淨效應之研究

本研究的目的探討新北市淡水區樹梅坑溪污染,期間2014 年9 月~2015 年5 月。首先樹梅坑溪的污染來源,其次檢測樹梅坑溪的污染,檢測包括硝酸、亞硝酸、氨氮、磷酸、化學含氧、BOD、TDS、溶氧量、酸鹼度、透明度、濁度、重金屬等12 項。並利用低棲生物、RPI值、總體水質比對分析溪流的污染程度,以及研究溪流的自淨效應。研究結果,污染問題水源掠奪、養豬、家庭污水、溪流加蓋為主因。污染程度,源流區無污染,上游區中度污染,中游區輕度,下游區嚴重污染。豐水期與枯水期污染差異不大。短期與長期污染相似。三年來中游、下游地區水質明顯惡化。溪流自淨有降低污染的效果,建議整治用自然或生態工法改善溪流的水質。

校園應用好幫手 ─ 圖文合一QR Code

我們從日常生活中發現了一個新奇的條碼,稱作「QR Code」,因為現在的行動裝置越來越多,為了方便快速儲存或連結資訊,有人便發明了它。我們先從QR Code 條碼的由來、基本架構和製作方式加以觀察試作,接著探討改變它的各項元素:定位點、形狀、面積、容錯率以及測試讀取裝置的解碼軟體和鏡頭畫素,最後我們將這樣的符號運用在校園中,並實驗可能發生的狀況,用來瞭解這種新世代的條碼跟以往的條碼有什麼不一樣。

空氣的流動主宰著飛機的上升、下降和停止

今年有一架飛機從松山機場起飛,不久就墜入河中,因而死傷不少。於是我們便進行不同變因的飛機實驗,來驗證飛機在起飛、下降時會受到哪些因素影響。 飛機的機翼是上面凸下面平的;也利用這樣的設計來製作、模擬機翼,並用各種方法來實作,結果機翼真的會上升。 設計各種不同的擋風板貼在機翼上,並且設計飛機滑行的軌道(14m),結果測出了飛機降落滑行時的時間,也就是不同的擋風板,會使飛機下降滑行時受到阻擋而慢下來。

滑動方塊中的數學

本作品是研究手機平板遊戲WrapSlide的遊戲規則與滑動技巧,針對遊戲的動作,觀察其滑動過程與動作的結果,探討其連續滑動之動作並建立相關的數學公式,定義出旗標方格與軌跡,探討方陣與旗標軌跡的旋轉對稱性,並建構一個數學的估算方法,去計算完成遊戲中各種難度或層次所需的最多滑動次數,並將上述探討之滑動方塊的性質,擴充與應用至無限大之方陣。

寵兔大觀

本研究在探討兔子的繁殖,要注意公兔的體型大小,要維護仔兔身上留有母兔的氣味,直到滿月。小型兔14 週就性成熟,要儘早與公兔分隔開來,遇到兔子難產需及時幫忙。兔子的牙齒生長迅速,少吃含高鈣食物,營養勿過盛。兔子也可以洗澡,但要注意洗劑的用量,切忌沾到眼睛。兔子中暑要立即冷敷頭部、吹冷氣。

神鰭魔力〝渦〞最行?!

本研究探討魚類擺動尾鰭,產生渦流與前進推力的關係。經測試與改良,製作能單純以尾鰭擺動前進的機械魚,並克服水中數據量測不易的困境,自製前進推力檢測裝置、水流流速偵測儀,也自製渦流製造機模擬魚體受力情況,希望找出尾鰭擺動造成加速的真相,結果如下: 一、魚以配速的方式擺動前進,速差越大,產生推力越大,前進速度也越快。 二、尾鰭擺動形成渦流作用於魚體,分為四個時期:單一渦流產生期、成對渦流產生期、渦流相遇期、合流期。 三、渦流相遇合流後,會產生強勁噴流,作用在尾鰭上是主要推力來源。 四、渦流重疊區越大,噴流強度越強,產生位置隨重疊區變小而往後移動。 五、噴流與尾鰭垂直方向夾角呈35度,有助魚體前進。

虎克Run and Fly-八星虎甲蟲成蟲的移動方式探究

2016暑假發現八星虎甲蟲,即展開觀察,探究牠們捕食、避敵的移動速度與策略。 研究發現,虎甲蟲的頭、胸、腹比為1:4:3,翅膀與三對足皆由胸部長出,是行控中心。捕食螞蟻,會壓低身體,慢慢接近,移動速度為每秒4.22公分,比螞蟻每秒0.9公分快4.7倍。捕食螞蟻時,觸鬚能偵測到10公分外的螞蟻,複眼則鎖定3公分獵物,兩者需合作,才能成功捕食獵物。與紅腳細腰蜂打鬥採正面衝撞策略,並以每秒36.5公分的速度,逃離打鬥現場。遇到人類時,會以每秒1.3公尺的速度,快速飛離現場。 步行採「三角步態」。前進時,前足用鉤爪固定地表將身體拉前;中足支撐;後足推動身體。使得八星虎甲蟲移動時,能將身體保持在三角形重心內。

「香椿」風情~客家「香菜」大解碼

本研究源自有一天,在電視上看到新聞報導說:「氧化對人體有害,而有些植物具有抗氧化效果,對身體健康有幫助。」因此,展開一連串研究客家香菜抗氧化之旅。 研究結果發現: 一、客家香菜中,以香椿抗氧化能力最好。 二、不同部位客家香菜,以紅蔥外皮及香椿的莖抗氧化能力最佳。 三、客家香菜液濃度愈濃,抗氧化能力愈好。 四、客家香菜汁液的量愈多,抗氧化能力愈好。 五、客家香菜煮熟後,大部分抗氧化能力下降。 六、川燙時間長短,會影響客家香菜抗氧化能力。 七、客家香菜加鹽、加糖後,抗氧化能力下降。 八、客家香菜加酸後,抗氧化能力變低;但加鹼性物質後,客家香菜的抗氧化能力變高。 九、客家香菜加酒、或加酒榨汁後,抗氧化能力增加。