全國中小學科展

國小組

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。

自己的鳳梨自己救─電腦烘培的鳳梨乾

電腦能幫我們烘培鳳梨乾嗎?家鄉居民種植的鳳梨豐收時,也要擔心價格的下跌。我們融合家鄉和專家提供的鳳梨烘培法,設計了多個實驗,想要找到更好的烘培方式。 要能順利完成這些實驗,必須要在烘培的過程中,不斷的改變烘培溫度,如果由人工操作,將是一個不可能完成的任務,因此我們想由電腦來幫忙控制果乾機的溫度。 利用學校所教的程式設計,我們結合了Arduino微控卡、感測模組、果乾機,自製了一台變溫果乾機,藉由電腦程式,我們能控制烤箱中的溫度,並將相關資料儲存起來、分析利用,因此成功的完成了實驗,也烘培出了好吃的鳳梨乾,而且在創新口味、增加保期、縮短時間、節約電能上,都能有改進,電腦確實幫我們烘培出了優質鳳梨乾。

古代工程師巧思-製作精準的投石器

透過六年級「簡單機械」中的槓桿原理製作一台小型的投石器,來瞭解是否真的能像「王者天下Kingdom of Heaven」電影中的投石器那樣神奇,一投就能準確的命中目標。閱讀過其他人所做的研究,我們決定不以彈力來做力的輸出,而以載物的重力來當做力的輸出,以改善彈力不穩定的問題,以達到精準投擲,並用這次科展來實作驗證。 第一、二個實驗,利用改變載重和抛出物來探討,抛出物落地的距離。 第三、四個實驗,利用改變載重和抛出物的力臂來探討,抛出物落地的距離。 第五個實驗,利用改變投石器的高度來探討,抛出物落地的距離。 第六個實驗,利用投擲桿的角度來探討,抛出物落地的距離。 第七個實驗,瞭解影響我們製作的投石器準確度因素,並加以修正。

造飛機追風趣

本研究主要是在探討影響吸管飛機飛行遠近的因素及探究吸管飛機的飛行原理。我們自製發射器,並探討紙環材質、紙環形狀、紙環寬度、紙環周長、機身重量、重心位置及發射角度對吸管飛機飛行距離的影響。我們的研究結果如下:紙環材質選用不易變形的護貝雲彩紙;紙環形狀以正方形最好;紙環寬度需前環窄後環寬;前環周長需比後環周長小;機身不宜過重以及重心位置必須在中間位置最佳;而在我們的研究條件下最佳的發射角度為5度~10度。我們也發現吸管飛機能飛翔升空的原理是因為傾斜的紙環改變了氣流的流動方向,而被改變方向的氣流會施予紙環一反作用力,故吸管飛機能受到一向上的升力。

大地變動的痕跡---以嘉義縣169縣道達邦到特富野的地質為例

以達邦到特富野道路沿線及曾文溪上游兩大支流-依斯基安娜溪和長谷川溪河谷露頭的地質為例,調查範圍的地質擾動很大;岩層上波紋、岩層破碎、砂頁岩不連續面、小斷層、褶皺、單面山、崩塌地及崖錐、河岸礫石層堆積等。研究結果如下: (一)崩塌形態為墜落和順著坡面滑落;單面山是河水侵蝕和砂頁岩互層交互作用擴大崩塌形成;露頭因外力作用而產生節理或破裂;背斜構造是擠壓造成的,能夠證明大地是變動的。 (二)岩層的皺紋是「波紋」化石,可證明曾是淺海地區,經板塊運動上升為陸地。 (三)7個可疑的地點,其中4個的斷層證據充分,另外4個是不整合面。 (四)河流侵蝕凹岸,將砂石搬運、堆積在凸岸;礫石堆積有一定方向,那就是水流的方向。

鐵騎迎風─ 「八」道輕鬆行

騎單車已成為人們最愛的休閒運動,不但可以節能環保,對健康也是好處多,而且有很多縣市將持續興建自行車專用道,形成完整的休閒路線。不過,台灣是個海島國家,冬季東北季風盛行,沿海地區極可能有強陣風,騎自行車就要大受影響了。本實驗透過對阻擋物的長度、高度、數量、阻擋物的形體、車道兩旁阻擋物的距離、以及探討阻擋物的不同排列方式等各種實驗。我們得知: 1. 阻擋物較長、阻擋物較高、阻擋物數量較多、阻擋物形體是球體、阻擋物於車道兩旁形體的距離近,能減少行車方向與風夾角 90°、偏東45°、偏西45°時的行車時間。 2. 阻擋物形體是球體、阻擋物於車道兩旁形體的距離近、順風時阻擋物以 排列,逆風時阻擋物以 方式排列,能減少行車方向與風夾角0°時的行車時間。自行車道兩旁裝置阻擋物,確實可以減少風阻力。最好的方法就是視行車方向與風夾角的差異來決定阻擋物,讓阻擋物發揮最大功用。

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。

「粽」望所歸,「月」葉最美

月桃在台灣全島都有分布,葉子就是以前人的「塑膠袋」,拿它裝東西再用繩子捆起來,端午節人們會利用葉子包粽子。為了驗證月桃具有抗氧化、抗菌的功能,實驗設計以碘滴定法來檢測抗氧化力。我們蒐集比較坊間四種粽葉:乾竹葉、新鮮竹葉、月桃葉、野薑花葉,在現打汁液中,月桃葉的抗氧化力最好;加熱、新鮮度、烹煮時的調味料也會影響月桃的抗氧化力;月桃的葉子部位抗氧化力最佳;月桃葉汁可防止蘋果褐變;利用月桃葉汁加入洋菜凍,能延長洋菜凍的保存時間,具有抗菌效果,所以使用月桃葉包的粽子,優於其他粽葉。最後我們用月桃葉汁製作抗氧化護手霜,不但觸感細緻,吸收、保濕、滋潤都不錯,使用後不僅不會造成過敏,還有淡淡的月桃香。

『果』真如此- 果凍塑膠之探討

果凍塑膠是一種可分解、可食用的生物塑膠,我們分析它的成份,找出果凍塑膠固化的條件,用自製測量工具對實作的果凍塑膠進行耐彎折、拉力、密封性與防水檢測,並利用其特質,發揮創意設計產品。經實驗得出:(1)果凍的原料有吉利丁、吉利T、洋菜粉和寒天粉,這些原料加水混合加熱,經冷卻後,都會固化成形,其中,吉利丁塑料黏度最小,塑形效果最佳。(2)自製原料配比為吉利丁:水:甘油 = 6:60:0(單位g)的果凍塑膠體積收縮率最小,拉力最大。(3)自製原料配比為吉利丁:水:甘油 = 6:60:4.5(單位g)的果凍塑膠耐彎折、密封性和防水效果最好。(4)我們利用自製的吉利丁果凍塑膠發揮創意設計保鮮膜、餐具、透明便利貼、吊飾等產品應用在生活中。

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!