全國中小學科展

國小組

虛擬實鏡~安德遜蠅虎撲食模式

安德遜蠅虎(Hasarius adansoni)撲食行為與一般蜘蛛與眾不同,引起我們研究的好奇心。我們以(1)文獻探討法(2)田野調查法(3)飼養箱觀測法(4)捕捉法(5)攀緣線觀測法(6)色光控制觀測法(7)限定空間鏡像觀測法(8)數位虛擬觀測法研究蠅虎。我們發現:(一)校園中有四種蠅虎(二)它會壓縮身體穿過細縫,多毛,怕水,有頭、胸、腹。(三)它喜歡深色物體,會躲在暗處;不在潮濕處織網,會織在陰暗、避風雨的地方(四)它有三種成功撲食模式(五)色光會影響它的撲食行為(六)它會撲食虛擬化獵物(七)它在限定空間的鏡像中撲食會受影響(八)它的撲食模式會受數位虛擬情境影響。安德遜蠅虎撲食行為研究很有趣,我們希望能繼續這種科學研究。

午後,就是「雨」眾不同

因為覺得在下午的時候好像常下雨,讓我們對下午的雨充滿了好奇,再加上自然課人造霧的啟發,於是開始了一連串的數據分析與實驗設計。數據的分析來源主要是台中氣象站2004-2014年的逐時天氣資料。同時在實驗室逐一控制條件下,嘗試找出較佳的人造雨製造條件。研究結果發現: 一、一年中以夏季最容易下雨;一天中則以下午時段下雨出現次數最多。 二、下午下雨前的天氣變化趨勢為,氣溫、風速、氣壓會下降,而相對溼度、露點則會上升。 三、實驗室製造人造雨的較佳條件:將65℃水倒入250ml量筒中,以鋁合金 (由廢棄的光碟機拆下的外殼) 蓋住量筒上方一分鐘,再置上冷凍舒跑冷卻3分鐘,拿開舒跑,即可發現鋁合金上附有大量水滴。

海洋酸化對噪音傳播的影響

低頻的噪音能夠順利的穿透海水,而中高頻的噪音因為無法穿透,而音量明顯的比較低。當海水開始慢慢變酸,酸鹼值從8.4降到6.8時,低頻噪音的音量會逐漸變大,而中頻噪音不會有明顯變化。水溫增加時,低頻噪音的音量也會隨著變大聲。因此,當海洋逐漸變酸,酸鹼值及水溫的改變,會讓低頻噪音的音量變大,而影響海中生物。大氣泡袋對於50Hz、150Hz、1000Hz和1000Hz、2000Hz、3000Hz有較好的阻擋效果,主要原因是聲音進入空氣和海水等不同物質造成損耗,以及凹凸不平程度大增加摩擦力因而消耗聲音的能量。

暗藏「音」色-弦上之音

自然課學到弦的鬆緊和長短會影響聲音的高低,老師用吉他弦說明改變弦長後,音高就會跟著變化,我們對吉他能發出各種樂音充滿好奇,改變一個振動弦的音高除了用吉他上的旋鈕改變弦的鬆緊度,也可利用縮短弦長的方式提高振動頻率,弦振動的頻率代表聲音的高低。當我們拿儀器測量吉他弦的振動頻率,發現每條弦振動時都不只有單一個頻率,還會伴隨一些頻率的產生,查詢網路上關於弦振動的一些知識,知道弦振動的模式相當複雜,於是我們特製一個三弦琴,專門研究這些頻率和樂音的關係,依測得的頻率數據,發現弦振動時所產生的各種頻率和樂器使用的樂音有奇妙的關聯。

揭開自製鋁空氣電池讓風扇連續轉動十個小時的秘密--電池效能提升之研究

鋁空氣電池是過去科展研究過的題目,但利用備長炭製作的電池是否能重複使用,能讓風扇馬達運轉時間可以多久,以及如何增加鋁空氣電池的放電效能等問題,在過去的報告中並未深入研究,故引發我們研究的動機。在一系列的實驗下,我們歸納出五點發現:一、導電性好的備長炭,所製作的鋁空氣電池效能會較好。二、備長炭製作的鋁空氣電池,備長炭可以重複使用。三、備長炭濕度稍高,鋁空氣電池讓風扇馬達運轉的時間較長。四、鋁空氣電池的運轉需要氧氣,增加氧氣濃度可以提高電池效能。五、透過補充食鹽水改良的設計,會提高影響鋁空氣電池的效能讓馬達風散連續運轉超過十小時,電量相當於兩顆三號碳鋅電池,此結果希望對發展環保電池有貢獻。

「天」「機」雲錦-天際輪廓臺北101讓手機來測測你的身高

本研究透過收集資訊的能力,藉由網路資源、手機APP功能,期許達成測量物體高度誤差小於1%的目標。最後找出能以最小誤差來測量臺北101大樓的方法。 最初先嘗試不同測量物體高度的方法,討論過程中發現隨著不同角度,物體距離與高度存在規律的倍數關係,利用網路搜尋發現這就是三角函數的基礎概念,最後選定以此方式來測量臺北101高度。 研究發現,以簡易手機自拍三腳架、手機角度APP,在臺北101大樓仰角45°的周邊地點中,以臺北市府廣場測量臺北101大樓高度是最適當的地點,平均誤差在1%以下(0.356%),最低測量誤差甚至達0.007%(誤差3cm)。

誰是大力士—線圈斥力的研究

我們發現5-35圈之間,線圈數越多、通電線圈與磁鐵間推斥力越大,成線性正比關係,因增加線圈的圈數所增加的推斥力與線圈重量增加的速度約略相同。電流量與線圈斥力呈線性正比關係。通電線圈與磁鐵間距離越近推斥力增加越快。線圈形狀則以橢圓形和圓形的效果較好。以電池提供的電流流量來看,鎳氫充電電池〉鹼性電池〉碳鋅電池。鎳氫充電電池和鹼性電池輸出的電流較穩定,而碳鋅電池會隨著時間而持續下降,較不穩定。磁鐵數量越多、磁鐵與線圈角度越小,這些因素都會使推斥力增加。漆包線長度固定時,線圈直徑略大於磁鐵直徑的推斥力會較大。

形不行?差很大-形狀及方向對抗彎變形之研究

研究樑柱的形狀、擺放方向及在相似形狀下,樑柱的寬與高對支撐力的影響,再將研究結果用電腦程式模擬驗證,適當的樑柱配置是有助於建築結構的抗震效果。 使用厚紙板製作各式模型體,在相同材質、長度及斷面積等控制變因下,以砝碼吊重,並設計了將微小變形量放大再依比例縮小的間接測量方法,算出微小變形量,經實驗後獲得以下的結果: 1.物體載重力和形狀有關,以W型、工字型和長方形樑較佳。 2.物體載重力和擺放方向有關,相同形狀時長邊的支撐力優於短邊。 3.物體增加寬度的方向如與力的方向平行,可以有效提高支撐力;如與力的方向垂直,也可提高支撐力但效果比較差。 4.利用樑或柱的強邊去補強建築物平面的弱邊,可提高抗震能力。

寶貝計畫-鹽寮陸生寄居蟹身體形態與貝殼關係研究

本研究在探討鹽寮陸生寄居蟹生活環境、身體形態及與貝殼間的關係。 研究發現,這裡的寄居蟹喜歡住在溫度27~28度、濕度50%~80%的漂流木、植物下沙地。 約有2/3的寄居蟹貝殼過大、太小;實驗發現,如果有機會選擇,寄居蟹則有60%的機率會 選擇適合大小的貝殼。 在身體形態與貝殼關係方面,寄居蟹頭胸部較硬,能夠在貝殼進進出出。行動時,頭胸 部頂起貝殼,再運用第二、三對胸足帶動身體。此外,我們切開了貝殼,發現寄居蟹使用右 旋腹部牢牢捲住殼軸,並以第四、五對胸足頂住貝殼殼壁。是否為了分散寄居蟹移動過程的 衝撞力道,保護柔軟的腹部?值得後續研究加以證明! 最後,我們提出寶貝行動計畫,透過補殼與野放的行動,幫寄居蟹製作更多安全的家。

水杯敲敲敲---泛音產生之研究

本研究從發音體的確認進行水杯敲擊產生音調開始探討,接著從產生的音調確認發音體的振動並非(水面以上玻璃杯壁)局部振動,透過「巧妙」的敲擊可以產生不同一般重擊而會產生“高音”,從聲音頻率倍數關係分析得知此高音為另一種「泛音」。本研究接著進行產生泛音的因素探討,提出「局部起動」的概念,發現「輕敲」、「本質為發低音者—水位高的水杯」、「固定杯底」、「水面靜止」、「敲擊稍厚處」較容易產生較高的泛音。本研究中所使用的水杯以敲擊方式最多可以產生三種泛音,因此可以容易產生與一般敲擊不同地發音情況——水位越高敲擊後的音調越高。敲擊方式改變發音音調的控制可以作為日後樂器製造的參考。