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國小組

有「酵」?無「酵」?驗了就知道!

本研究從文獻探討及實驗測試中毅然捨棄傳統的「碘滴定法」改以測量不同米種之米水的「PH值」及「氧化還原電位值」來分析其抗氧化能力。 研究中發現米的種類、米水製作方式、浸泡時間、接觸空氣與否、環境溫度、米的重複利用次數都會影響米水的發酵效果。且利用「自製褐變程度檢測儀」,成功以精準的量化數值來呈現蘋果汁的褐變程度,並藉由「蘋果汁的褐變實驗」驗證發酵佳的米浸泡水種類其抗氧化力也很好。我們用一整年的假日、週三下午等時間完成此研究,發現化學世界與生活息息相關,付出再多的辛苦也值得!

螞蟻回家—等角環形最短路徑之探討

本研究是指限制路徑其轉彎角度、且每次轉彎後步數遞增的條件下,找到回原點的最短路徑。 研究方法是以「奇、偶數」、「座標」與「向量和」的概念,先找出規律、再驗證求解並進一步由平面路徑推廣至三維移動。研究成果整理如下: 在平面上找到P=90°、120°、60°回到原點的最短路徑各為8階(36步)、9階(45步)、12階(78步)。若進一步定義方向數(K=360÷P),還進一步找到回到原點需要的轉彎次數(N,階數)的通式: 若K=4,則回原點的階數N=2Km(m代表任意整數), 若K=3,則回原點的階數N=Km或Km-1。 若K=6,則回原點的階數N=Km。 至於三維移動路徑,則在P=90°與120°時找到最短路徑,其完成階數各為11階與17階。

「晰」「析」「攘」「壤」!--土壤物理性質及簡單分類之研究

研究本校足球門積水原因,並到台灣各地蒐集土樣,透過土樣加水實驗、篩分析實驗、土樣崩落實驗及土樣排水實驗,獲得以下的結果: 一、土壤是包含固體顆粒、水與空氣的複雜物質,而且各蒐集地點的差異性大。 二、土壤滲透性受土壤顆粒大小影響,土壤顆粒平均粒徑愈大,滲透性愈好,排水性愈佳。 三、土壤因水滲透產生的沉陷量受土壤顆粒大小影響,土壤顆粒平均粒徑愈大,沉陷量愈小,支承能力愈佳。 四、土壤崩落的斜坡角度(摩擦係數)受土壤顆粒大小影響,土壤顆粒平均粒徑愈大,斜坡角度(摩擦係數)愈大。 五、建築物建於砂土層或石子土層上,比建於黏土層上安全並且比較經濟。 六、石子比砂子更適合做擋土牆後側的回填(填充)料。

「機」來運轉

為瞭解機翼與風車運轉間的關係,展開一連串的探索之旅,整個研究包含三個部份。首先,為了找出最佳的機翼外形,我們自製風洞並且觀察風洞風速的特性,再從傳統到現代的機翼找尋靈感,從距離出風口遠近、機翼攻角角度、機翼寬度、機翼漸縮比與機翼後掠角度來探討運轉效能,發現機翼漸縮比6:2後掠20度角機翼運轉圈數最多。 接著,研究修改機翼結構提昇運轉效率,模擬下降襟翼角度的方式來提高升力。一開始並不順利,經過修改襟翼擺放位置、增加機翼內斜角、用塑膠板遮住空隙增強「康達效應」使機翼運轉圈數再提昇。 最後,我們發現發電效能受運轉圈數多寡影響,而且相同圈數下三機翼比二機翼效能高。此外,在運轉的過程中噪音會隨著攻角增加而增加。

海上的楚河漢界-探討影響漁港使用攔木網效果之研究

暑假期間,看到漂流木無預警進港干擾漁民與旅客生活,於是激發我們想要實驗探究攔木網效果的因素 –「攔木網」幾項結論包括:第一、海流大小主要影響攔木網的潛流量、海浪大小主要影響攔木網的跨越量;第二、當漂流木密度比例越大,攔木網通過 的潛流量越多;漂流木密度比例越小,攔木網通過的跨越量越多;第三、提出兩種最佳組合模式『間距1.6cm(80cm)+裙部6cm(300cm)+乾舷高度0.4cm(20cm)』、『間距2.4cm(120cm)+裙部5cm(250cm)+乾舷高度0.35cm=17.5cm)』,可以發揮最高攔截效果;第四、研發複合式攔木網,網袋空間攔截率高達88.6%,使攔木網效能達到最高,並且專家及廠商確認可以執行;第五、攔木網架設位置選擇內港效果最好。最後,希望經由以上的研究,能提供有效的資訊給漁港或漁業署在申請製作攔木網的依據。

翻轉紙片—大嘴巴飛行器

大嘴巴旋轉方向要符合馬格努斯效應,才能使紙片上升,製作大嘴巴時需選擇紙張材質輕盈,形狀必須符合慣性旋轉,並搭配不易變形容易操控的起風板,輔以玩家本身的訓練,便可成為好玩的科學小遊戲。實驗中,最佳的大嘴巴飛行器造型如下:利用日曆紙製作成長寬比值為4.0,長為20公分、寬為5公分的長方形,利用錯開接合的方式,讓兩端薄翼呈現2公分、且讓兩翼完整、成一字形,中空處為自然狀態的橢圓形。起風板選擇不易變形、輕盈的厚珍珠板。操作方式首先需先控制好大嘴巴啟動時為逆時針旋轉方向(從實驗者右側面觀察),接著調整起風板角度,掌握好上升、下降、轉彎時的起風板角度及方向的訣竅,在無風的環境中便可大玩『大嘴巴飛行器』。

「聲」獲好「頻」--探討影響紙喇叭音頻變化之因素

我們知道紙喇叭有擴音效果,聲音的三要素包含音色、音頻、振幅,本組想進一步研究紙喇叭對音頻分佈變化的影響。先了解市面上紙喇叭的類型及特徵,探討聽感與音頻分佈之關係,了解不同材質、長度和形狀對低、中、中高音頻分佈變化的影響。將通過紙喇叭出來的單音,以軟體轉化成頻譜進行分析。 研究發現,低音頻實驗長度的影響大,長的紙喇叭共振效果佳。中、中高音頻實驗紙材的影響大,瓦楞紙適合製作中、中高音頻效果的紙喇叭。 白棉紙40cm三角形低頻效果佳,具家庭劇院音感,適合聆聽熱門音樂。瓦楞紙20cm三角形,能提升響度展現中音頻音質特色,適合聆聽人聲及管絃樂。白棉紙40 cm四邊形及所有瓦楞紙紙喇叭,聲音清晰乾淨,適合聆聽長笛或洞簫等音樂。

「燈」?造能,能不能?

太陽能板是目前新興開發的能源,在日常生活上太陽能板常裝設用於熱水器或是路燈上面,藉由太陽光來發電。我們嘗試利用室內的燈源來驅動太陽能板,透過數十種室內常用燈具來測試,試圖找出效率最佳的燈具。找出最佳燈具之後,再更換不同種類太陽能板,確定效率較佳的是單晶矽太陽能板,然後進行光照入射角度的測試。經過反覆多次的實驗,我們發現鹵素燈以 90。角照射單晶矽太陽能板能有最大的功率。我們也自行製作一個以太陽能板來驅動的吊扇,希望能推廣太陽能板的用途,讓室內照明的光線能「一光多用」,突破太陽能板只能用太陽光發電的想法。

分酒秤糖我在行

本研究重新探討分酒問題,將分酒規則改為利用任意三個不同容量的容器,把最大容器裝滿酒後分成二份,並分裝在其中二個容器內,結果發現判別容器容量組合是否能分出所有可能容量酒之簡易規則,並發現兩種分酒方法的差異及部分條件下分出所有可能容量的酒所需步驟數具有之規則。另外仿照分酒問題的模式,研究利用天平與砝碼要秤取所有可能的糖量時,砝碼的重量組合須具備的條件。最後設定砝碼數與一般砝碼組合同為九個,找出秤取所有可能的糖量之較佳的砝碼組合。

冰雪淇緣

為什麼未食用完畢的冰淇淋再回冰,質地會變硬呢?先分析市售冰淇淋的主要原料,並探討主要原料中,何種成份是影響冰晶形成的主要原因? 我們利用自製儀器分析市面上的冰淇淋回溫再結凍後的質地,制定出分析冰淇淋硬度與濃稠度的標準。結果發現,抑制冰晶產生的主要成份是糖、乳脂及空氣,且凝結核越多,越容易生成冰晶。結果發現動植物性混合的鮮奶油或是單醣、雙醣混合製作出的冰淇淋,抑制冰晶效果最好。將空氣拌入冰淇淋溶液則以2分鐘最好,這樣可以使冰淇淋體積最膨鬆,產生的冰淇淋冰晶最少。 最後將研究出來的最佳成份比例,自製鮮奶冰淇淋,並與市售冰淇淋做官能品評比較,證明此研究的冰淇淋配方,的確在復冰後擁有最佳口感。