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正方形寶寶面積長大新方法

正方形,自古以來除了給予人們正正方方的感覺之外,就是那一個再迷人不過的正方形面積了。在這個研究裡,我們也同樣的為正方形的面積而?迷,因此,我們自行觀察並探討新的方法,針對沒有乘法基礎訓練的人們提供一項新的契機來學習並認識正方形面積的奧妙之處。我們由無到有,換句話說就是由 0 到無限大的正方形面積,皆由一個簡易觀念的轉化,將正方形面積由傳統的邊長×邊長加以拯救成簡單的面積加法運算。即是:下層正方形的面積數字=上層正方形面積數字+上層邊長數字 (n) +下層邊長數字 (n+1)而它的物理意義則是:下層正方形的面積 =上層正方形面積(n×n)+上層其中一邊向外延伸一個單位面積(n×1) +上層另一新邊長(n+1)向外延伸一個單位面積((n+1)×1)期望這個研究的結果可以提供科學界藉由此正方形面積由無到有的新求法中去思考、探求異次元世界的另類觀點,同時,利用這一個原則,或許可應用在追尋各種古代偉大遺跡早已失落的建築方法,使人類在未來的生活中,可以應用此基本原理來創造出更宏偉的建築或不可思議的太空飛行器(Space craft)。

海流玄機~探討不同海岸條件對離岸流的影響

本研究藉由資料蒐集了解離岸流的成因與影響,並透過實地探訪得知旗津地區離岸流的概況,發現民眾缺乏離岸流知識,在身處海島國家的我們應是一項警訊。 研究中發現在海岸前灘旁出現有低凹處的沙灘較容易出現離岸流,當波浪與海岸沙灘的夾角越小時會較明顯。波浪較大時、海水深度較深及沙灘的坡度較大時,離岸水流也都會較強。 我們經實驗發現:離岸流通常會在離岸邊一段距離的位置出現,在不同條件下出現在離岸邊的距離並不一樣,當海水較深或波浪較大時離岸流出現的位置會較靠近岸邊,值得注意。發現如果設置離岸潛堤,離岸流會在離岸邊較遠處才發生,顯示設置離岸潛堤有阻擋離岸流出現位置的效果。

神秘的水中殺手~探討瀑布區深潭中水流活動的情形

本研究藉由學生對瀑布的好奇,透過實驗了解瀑布區深潭中的水流活動,提出在瀑布區進行水域活動較佳的建議。 實驗探究發現:水流量、瀑布高度、潭水深度、潭面下石頭位置及石頭量、潭底地形都會影響瀑布深潭的水流活動。發現水流量越大、瀑布高度越高、水深較淺、石頭位置越靠近水流沖擊的地方、石頭量越多及深潭底部有凹陷地形時,漩渦的出現是較明顯的。透過氣泡及綠豆顆粒的觀察,還可明顯看到上下來回捲動的水流也會較強烈。 最後透過浮體物的觀測發現這股強大的上下來回捲動的水流有一股流向往前的力量,而且不會一直維持力量很大,有時會比較強有時比較弱。因此,人們如果不幸陷在其中,可以等待水流較弱時再迅速奮力一游,離開危險的區域。

臨風「愈速」-馬格努斯風力車之探究

馬格努斯效應是一種原理簡單,廣泛應用在球類運動以及日常生活中的物理現象。透過馬格努斯風力車的探究過程,我們理解到:除了風速和滾筒轉速之外,滾筒本身的表面積、造型、質量、表面摩擦力、傾斜角、受風角…等都是影響馬格努斯風力車動力性能的重要因素。此外,在提升馬格努斯風力車動力性能的實驗方面,「單一馬達帶動多滾筒」以及「前側導流翼」的裝設都是相當可行的設計方案。

凌空飛翔的紙蟬

本研究主要在探討影響圓筒滑翔機飛行距離的因素。我們將影響因素分為環境、操作和本質因素等三方面:為了控制好環境因素,我們選定了室內的多功能教室作為實驗地點。此外,為了避免人為操作的差異,我們以自製的發射器作為實驗工具,以控制發射時的「力道大小」和「發射角度」。針對圓筒滑翔機的本質因素,本研究進行了「內摺次數」、「不同紙質」和「紙張磅數」等實驗。研究結果發現,用影印紙所摺出來的圓筒滑翔機,適合用 200 gw 的力道,並以10度的發射角度進行施放,飛行狀況能較穩定又遠。手邊常見的紙質中,以粉彩紙較適合用來摺圓筒滑翔機。此外,以200磅的西卡紙所摺出來的圓筒滑翔機,其飛行距離會較佳。

『藻』安操場~發現會升天的葛仙米藻

校園中發現有特殊藻類~「葛仙米藻」,名字裡有個「仙」字,會不會讓人「長壽」呢? 首先調查校園生態棲地藻類族群的生活狀態,發現族群分布以積水區為主,好發季節主要在夏末至冬初;其次研究環境因素對校園生態棲地藻類族群的分布影響,降雨、月均溫、日照及學生活動對族群影響較大,沒水葛仙米藻可以長期休眠;最後得知藻類之正式名稱~葛仙米藻 (Nostoc commun),為擬球狀念珠藻之俗稱,乾燥時會形成厚壁孢子休眠,待條件適當後才進行細胞分裂,生長繁殖很容易。 研究結果發現葛仙米藻營養價值高及可以長期休眠的特性,不但可以長壽,甚至可以做成宇宙航行食物,令人永難忘懷這場與~葛仙米藻的都市奇遇記。

讓我們擁抱在雲端-具有線性振動觸感之體感服

“擁抱”在人際關係中扮演重要的角色,而觸覺經驗常常伴隨著豐沛的情感。本研究之應用核心價值是透過雲端科技,真實地傳遞「情感性的觸覺」。作品在衣服中安裝 Arduino Pro Micro與Bluetooth Communication Module,以線性方式控制微型振動馬達陣列的振動,利用手機藍芽連接體感服,透過4G或Wi-Fi與Google Firebase雲端服務連結,即時傳遞與交換控制資料。從實驗統計數據中分析馬達振動與觸覺感受的線性關係,建立具有重複性價值之微型振動馬達的線性系統參數。讓人們除了可以透過文字、語音及影像溝通,也可以透過體感服做遠距離的接觸與互動達到“擁抱”的人際關係。

當我們蜷(ㄑㄩㄢˊ)在一起-環境因子對淡水螺行為影響之探討

本實驗以淡水螺中石田螺、網蜷及瘤蜷群聚情形為出發點,探討不同環境因子對這三種淡水螺的行為習性與影響。 我們在臺北市內溝溪中游發現石田螺、網蜷及瘤蜷群聚,不同地點三種淡水螺類的組成數量不盡相同,因此我們實地觀察實驗,控制不同的環境因子如水溫、光線、水流速、水質等,觀察淡水螺的行為反應。 實驗發現,石田螺對水溫適應力及吸附力較高;網蜷水質忍受度高,吸附力較低;瘤蜷對水質忍受度低。整體來說,三種螺尋覓食能力敏銳度不高,水溫高於30°C或低於10°C,會減緩行動力。流速、水質均會影響行為及棲息。 在應用上,本研究提供流速、水質及底質等對淡水螺的影響,作為水利工程設計參考及自然生態或環境教材。

穹頂之下-四面「霾」伏

透過閱讀報章雜誌,恍然發現PM2.5的重要性。針對這次PM2.5的研究,我透過氣象數據分析、實地觀測、實驗,三個方向來進行研究。探討住家附近區域近八年來的PM2.5數據,研究發現PM2.5平均以大里最低,竹山最高,南投市和埔里則為其次,不過目前都有逐年逐漸減緩的趨勢。接著探討天氣條件對PM2.5的影響,發現溫度高、雨量多、降雨天數多及風速大都會影響PM2.5的濃度,使其濃度降低。另外,交通工具也會影響周遭的PM2.5濃度,研究結果顯示車多,空氣品質較差。研究中也透過自製觀測器實際觀測校園,發現到了12月後期PM2.5明顯升高。對於口罩阻隔PM2.5的效用,活性碳口罩的效果最好,其次是醫用口罩,無戴口罩所吸入的PM2.5最高。期盼未來若可以再鑽研,能對這個議題做更深入的探究。

霧裡虹花~布洛肯彩光

生活中,常能看見美麗的彩光,除了偶然的巧遇外,藉由光碟、鏡子、防偽貼紙等簡單的材料及適當光源的配合,也能製造出彩光。利用不同顆粒大小的玻璃砂來模擬自然界中的小水滴,能夠產生霧虹及彩虹。布洛肯彩光第三代實驗環境下,證實可以在物距1m,燈距5、7.5、10、20m及物距2m、燈距10m,跟物距5m、燈距20m的條件下,以照相機模擬觀察者的眼睛,可以產生布洛肯彩光。研究結果可以破除人們對於布洛肯彩光的疑惑跟恐懼,使大家更加瞭解光和小水滴,所造成精彩、有趣的現象。 未來在特殊場景、都市美化及光線相關教學或是藝術創作的展現技巧方面,可利用第三代實驗環境方式,利用簡單的器材,就能營造出特別的光線變化,也兼具環保效益。