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國小組

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。

御風少年~探討水平軸風車與垂直軸風車對發電效能的影響

本研究主要在探討水平軸與垂直軸發電機的影響因素,與發電效能、啟動風速、風向範圍的比較,藉此找出較佳的發電模式,提出相關建議做風力發電設置的參考。經過一連串研究,我們暸解以水平風車來說,葉片角度15度、翼樑角度0度、較短的翼樑(也要考量馬達啟動扭矩)、翼樑2~3軸、螺旋槳升力型的扇葉發電效果最好。而以垂直軸發電機來說,打蛋型發電效能佳,但啟動風速高,需要加裝桶型葉片來降低啟動風速,葉片寬窄比例以10.5cm*13cm發電效能較佳。比較起來螺旋槳型的水平軸風車,發電效能優於垂直軸的打蛋型,如果以大馬達來啟動,發電效能會明顯提高,此時要考量葉片扭力問題。最後我們做出發電31V兼具升力與阻力效果的水平軸葉片,讓10顆3V LED發出亮光!

蓬『管』生輝–綠能導光管之應用研究

我們提出一套環保導光系統,能有效收集屋外的太陽光,並將收集之太陽光傳遞至屋內,同時證實太陽光可透過導光管的引導,輔助室內照明之利用。本系統分集光與導光兩部分,在集光部份,我們提出二種方法,一、利用裝水的寶特瓶放在導光管上方聚光;二、在廢棄的碟形天線貼上鏡子,加上放大鏡聚光,可以大幅提升入射光的強度達24倍之多。在導光部分,我們提出實心導光管光纖及空心導光管L型、S型導光結構建置,空心導光管內鋪設鋁箔貼紙、烤肉用鋁箔的反光材質,並在轉彎處貼附鏡子或反光片就可大幅提升導光效果。台灣日照率高,我們利用生活中的環保材質將取之不盡用之不竭的『陽光』導入室內,為全球暖化問題盡一份力量,達到節能減碳之目的。

流動蝶口-從澎湖再捕獲青斑蝶分析其冬季擴散的族群變化

研究以再捕獲青斑蝶進行族群大小推估,發現2018年澎湖西嶼西堡壘青斑蝶族群極大值在800~900隻之間,極大值日期11/7,與標放情形相符;澎湖青斑蝶族群大小受遷入與遷出影響,研究發現同一天標放的青斑蝶其再捕獲率隨日期降低,而同一天再捕獲率則以最接近日最高,顯示兩種可能:一是抵澎青斑蝶立即遷出,使越早標記的數量變少,另一則是青斑蝶的快速遷入,使族群迅速變大而沖淡原本標記的比率,綜觀2018年冬季澎湖青斑蝶族群變化,由原本遷入量>>遷出量而急速膨脹,11/7達到極大值,而後轉為遷入量<遷出量,族群在1、2週內迅速降低;若配合標放總數推估,西嶼西堡壘和湖西林投步道兩地同時間青斑蝶停留極大值約1000隻,而整個冬季的族群大小則約6000隻。

拼成長方形---五連塊探秘

在五年級接觸了五連塊之後,我們試著找出除了「拼湊」之外的五連塊解法。我們先針對五連塊的規律進行探討,並試著將五連塊數值化後使用數字計算將答案算出來。再透過「座標數值法」進行計算時,雖然覺得計算繁瑣,但可以從數值化的結果清楚看到連塊翻和轉產生的規律。另外「情況數值法」讓我們可以將解答過程放置於電腦程式中運算。我們還發現情塊數值法的每個數字可接受數值是有規律的。最後,我們發現情況數值法不只可以用在五連塊解答的計算上還可以利用在三角形和立方體的答案計算中。

舞風高手-垂直軸風力發電機之研究與應用

綠色能源種類繁多,風力發電乃其中發展最快速之一,已成為世界各國爭相發展之標的。而各類型風力發電機中,以垂直軸風力發電機最具噪音低、設置地點限制小、可吸收任何風向的能量等優勢,因此本研究針對它的各項變因進行探究,實驗結果證明:在風力機部分,葉片為6片不平均分散、葉長16公分&葉寬6公分的長方形、葉片攻角為75°、材質為珍珠板的組合,發電效果最佳;在發電機部分,則是採用16個強力磁鐵,與16個纏繞500匝的線圈,並搭配「磁鐵同極排列&線圈順時針連接」或「磁鐵異極排列&線圈順-逆-順-逆時針連接」方式擺置,能獲得最佳發電效能。最後,我們進一步研發「垂直軸風力發電充電器」,供手機和平板電腦進行充電。

天搖地動--地震強度與土壤液化

某次出遊,導遊的言論讓我們對土壤液化感到興趣,所以開始了這次的研究。在文獻探討時,我們發現地震強度和加速度有相當大的關係。之後,我們透過電腦運算發現使用人手搖晃產生的加速度和大約落在地震強度4~5級之間。然後在不同沙土比例產生的土壤液化實驗中,我們發現沙:水=9:4時次土壤液化的分界點,當水含量再更高時會非常淹水和土壤液化。接下來,我們用相同比例不同體積的沙土和水測試土壤液化的情況,發現含水比例相同時,體積越大的沙土越容易產生土壤液化。最後我們觀察相同含水量相同體積在不同震度中土壤液化的表現,發現震度=6時才會有明顯的土壤液化現象。

『濾』得一乾二淨-野外淨水裝置之探究

本研究的目的是利用野外可以取得的材料,製作淨水裝置,並製作一組簡易濁度機檢驗水質。過程中利用照度計和燈泡,比照商業濁度計,發現自製濁度機照度數值愈小,水質愈混濁,照度數值愈大,水質愈乾淨,成功製造出一台濁度機。再比較野外濾床和毛細取水,在相同水量下,時間上以濾床裝置299秒過濾300cc的水,較佳。在濾床取水上,發現以碎石、沙子、木炭、沙子、碎石、棉布各取3公分的排列組合的裝置,可以將濁度962NTU的泥水過濾到7.83NTU,最佳。接著用過濾後的水反沖洗濾床裝置,發現反沖洗後,效果普遍提升,最佳到2.53NTU,過濾的水量也增加六倍以上。最後我們應用最佳取水裝置將拖地的髒水367 NTU,過濾到3.5NTU,證明濾床和反沖洗的裝置可以將水質過濾到非常乾淨。

堆集遊戲解法之探討

本研究從堆集遊戲出發,探討n顆棋子移動到終點的最少步數以及行走方法之組合。研究發現當棋子數滿足特定條件時,最少移動步數恰好等於棋子數,並有其特定的走法組合。應用此發現,進一步延伸出更多不同類型的行走組合方法,並找到符合三種不同條件之系列的棋子數,其最少移動步數以及行走方法的組合存在特定的規律,並將棋子數與行走組合公式符號化。最後我們將遊戲規則延伸至可雙向移動,發現無論任何子數,皆能達到最少行走步數,且行走組合與反向行走的子數呈現一定規律。

年輕要「留白」~天然抗氧化食材探討與研發

人體代謝是以氧化反應為主,因此會產生許多自由基,自由基會不斷攻擊或破壞人體各器官的細胞,而自由基的剋星即抗氧化物。因此本研究依所蒐集可能抗氧化效能不錯的食品,以二種不同的滴定法,交互檢測其抗氧化性,以加強其信度;而二種不同之滴定法的滴定終點皆與顏色有關,為減少對顏色直觀判斷誤差,因此更輔以自製光度暗箱設計,設定滴定終點顏色透光度標準值,使檢測結果更增嚴謹性。最後以效能最佳之芭樂、綠茶粉及維他命C製成天然抗氧化皂及抗氧化乳液,成功具體看到此三種產品的抗氧化效果。