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國小組

稻田中插秧與收割機運轉路徑之數學探討-找出有效的行走路徑

臺東縣占地面積351525公頃,農產耕地面積為47681公頃,稻作是本縣重要的農產品,種植面積約占12000公頃,前三大生產稻米鄉鎮市區為:關山鎮、池上鄉與臺東市。配合本校稻米種植課程,在觀察農業從業人員操作插秧、收割機具的行走路徑後,發現插秧與收割機具的行走路徑的不盡相同,因此想探討是受到哪些因素影響。 本研究以臺東市的稻田為研究場域,透過訪問農業從業人員、實際觀察與模擬後,分析在稻田內使用收割機、插秧機的行走路徑上的關係,找出影響行走路徑的因素,依據研究結果進行討論與提出建議。

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。

先鋒部隊-崩塌地先驅植物調查

本調查探討崩塌地先驅植物種類及生長環境與崩塌地植物物種演化過程的田野調查記錄。(一) 調查植物物種可分為20 科,35種植物。(二) 觀察、辨識植物種類時,葉子與植物圖鑑參照確認後,能認定植物的名稱。(三) 植物數量較多的6種植物為調查對象。(四) 多數優勢先驅植物物種生長在礫石土,故推想應為土壤關係造成優勢先驅植物族群出現。(五) 6種優勢先驅植物種子大小與數量差異,與其族群大小無關。(六) 3種土壤含水率與發芽率實驗,發現礫石土的含水率與植物發芽率最高。 (七) 優勢先驅植物物種發芽率高低實驗發現,種子發芽率高低,是決定優勢先驅植物物種數量及生長的重要關鍵。

百『摺』不撓

從摺紙盒遊戲中,我們發現「數學」真的是無處不在呀!從中我們找到了一些好玩的數學關係,沒想到利用一些簡單的工具:廢紙、尺、計算機、筆、量角器就能找到隱藏在這些紙盒的數學規律,利用這些規律摺出更多不同邊形的多角盒(三角盒、四角盒、五角盒、六角盒、七角盒、八角盒…等),並找出多角盒與多角盒之間的秘密;從摺紙過程中更發現如何去節省更多的紙張來摺出相同大小的多角盒;採用相同大小的一張紙摺出最大容積的紙盒。希望藉由回收紙再摺紙盒,達到物盡其用的最大功效,節省資源,為地球盡一份心力。

老鼠走迷宮------不同光源環境對倉鼠生活影響之基本探究

本研究主要有兩大面向:其一,將六隻實驗用公倉鼠,依不同光源環境分三組飼養,分別就日常組、明亮組、暗黑組,在飲食量、飲水量、體重成長、老鼠迷宮穿越時間等方面進行探討。其二,將老鼠迷宮分三種不同出口情境,分別就空出口、音樂出口、食物出口,探討迷宮穿越時間差別。為期六週的操作中我們發現:不同光源環境對倉鼠飲食量、飲水量、體重成長並無影響差異;而不論何種迷宮出口,明亮組和暗黑組的迷宮穿越時間都明顯快過日常組。我們也得知:老鼠確實有學習能力,因為六週以來,各組倉鼠在各種出口情境的測試下,每週迷宮穿越時間,都有明顯縮短。而對於不同迷宮出口情境,顯然音樂和食物出口都對倉鼠產生吸引力,讓穿越時間縮短不少。

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!

「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。

「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。

光天化日,「鏡」然如此

本次研究主要是要把實驗從戶外改變到室內即可以進行,研究小組利用簡單自製儀器來幫助實驗研究順利進行。研究一中,利用便宜的光敏電阻(30元/個)的特性自製出光敏電阻管測儀,來測量比較各種不同燈炮與太陽光的照度,以找出可以替代太陽光的燈泡。研究二是利用透鏡組和凹面鏡來改良燈泡的平行光和照度情形。結果照度效果改善率高達87.01%,甚至還稍微超越中午時太陽光的照度。在研究三裡,利用三稜鏡分析不同燈泡所產生的七彩成像,並與太陽光做比較與探討。同時也分析不同顏色的LED燈泡,發現將紅、綠、藍三顏色的LED聚在一起能產生白光。研究四中,探討燈泡所產生的七彩成像是否會隨著光閘的數目、形狀或寬度而有改變,並與與太陽光做比較。發現燈泡和太陽光所產生的七彩成像情形確實不太一樣。研究五中,研究小組自行設計出水三稜鏡。不僅效果很好,而且還可藉由添加鹽巴、紅、綠、藍等色素來改變水三稜鏡的折射率與濾光效果。