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國小組

「乘」先啟後-以乘法探討數字方塊

本研究主要在探討如何運用乘法計算數字方塊,稱它為「乘層方塊」。藉由訂定乘層方塊的遊戲規則,探討乘層方塊的層數還有結束數字的秘密,並期望能作為國小乘法課程上有趣的教學活動。 我們定義乘層方塊的遊戲規則,並驗證遊戲規則是否可行。接著把數字分成奇數和偶數並組合成不同的類型計算,總共有20種類型,1540種排列。 研究結果發現,我們訂定的乘層方塊遊戲規則是可行的,乘層方塊會有收斂的情形,收斂的結束數字只有0、1、5、6,其中以0的數量最多。乘層方塊的層數最多能達到7層,而4層的數量最多。此外,研究發現乘層方塊遊戲規則僅適用於四邊形。 規劃未來使用除法、加法並使用在不同多邊形來進行研究。

汙水處理從我做起

本次研究目的為設計一款便利又可隨身攜帶、且過濾物質為生活中常見的物品製作而成的小型淨水器。我們希望這款淨水器可以從我們自身來將生活中的廢水,經過一次簡單的過濾後再排入地下道。 我們以實驗的方式來比較活性碳、花崗岩石頭、瓷砂和石英砂的過濾時間、乾淨程度與生活取得難易度,發現瓷砂與活性碳是較佳的濾水材質。 最終我們使用奶粉分裝瓶當作濾水器的主體,裡面使用活性碳、樹葉、石頭、棉布做為過濾的材料,能方便清洗、簡單補充過濾材質及方便攜帶。

河去河從-河流的堆積作用

本研究目的在探討影響河道堆積之各種因素,嘗試找出堆積的主要原因,並觀察茄苳溪、大漢溪、南崁溪河道堆積情形,作為對照。為了更清楚了解河道的堆積情形,我們製作了河道模型,依照模型來設計各種實驗,其中變因包含了河道的傾斜度(坡度)、河水的水量、河道寬窄、河中障礙物對河道堆積的影響,最後依照觀察茄苳溪、大漢溪、南崁溪河道對照實驗結果,並探討河川地形對生活環境的影響,並提出改善建議。

方格告訴我的秘密 - 探討三角形的格線

本研究由探討三頂點在格子點上的任意三角形鉛直格線長總和與水平格線長總和關係出發,藉由各種計算法計算、觀察、推論、檢驗、修正、再檢驗、論證、推廣和應用的探究過程,發現格子點上任意三角形鉛直格線長總和、水平格線長總和與面積的關係為:面積=鉛直和1 +邊在鉛直格線長x0.5=水平和2+邊在水平格線長x0.5,並將此關係式推廣到簡單多邊形 ,然後應用於地圖上求面積。

"風"情萬種的模型跑車-模型跑車水平阻力與抬升阻力的探討

本研究是探討行進中的車子遇到風時所產生的水平空氣阻力與抬升力。實驗過程所拍攝的影片使用Avidemux免費軟體擷取和照片使用Xview免費軟體縮圖。我們使用米箱自製風洞並使用二氧化錳加雙氧水製造煙霧,來觀察製造的直流風。我們採用迎風面30度、車尾30度的模型跑車,車前端高度2cm、車末端高度3cm的車體,使用電子秤測量出車子行進的水平空氣阻力和抬升力。我們發現2cm寬、與水平面向上夾60度角的珍珠板最能擾動氣流,防止模型跑車因白努力現象造成升抬現象,也使因車後方因無風區所造成的吸力減少阻力,讓車子的行駛暨快速又安全。

烘出新濕度 - 智慧3D列印線材存放箱

潮濕的3D列印線材會導致3D列印品質不良和失敗問題,我們將存放箱、防潮材料、加熱除濕等方式導入實驗變項,我們使用arduino開發板搭配DHT22溫濕度計量測數據發現: 1.塑膠存放箱內的濕度相對比紙箱和開放空間低 2.塑膠箱中防潮材質以乾燥劑的濕度最低 3.有鋪設鋁箔紙的塑膠箱中,在加熱效果相同的條件下溫度較高 4.塑膠箱中的溫度相對越高,濕度相對越低 根據以上,我們將有效的變項融入我們的3D列印線材存放箱設計,除了加入即時溫濕度環境介面,同時套用鋁箔紙鋪面、乾燥劑和加熱法來有效控制存放箱濕度。確保3D列印線材可以保持乾燥狀態,最終達到我們研究目的:解決3D列印品質問題。

隱形的木材-透明木材的製作、性質與應用

透明木材是什麼?透明木材是一種嶄新的未來性材料,兼具木材和玻璃的優點,材質輕盈、機械性佳、耐熱且不易被破壞,具有高透光、能阻隔紫外線及高光學霧性等。透明木材的製作可用1 mm飛機木放入去木質素液加熱6小時再經過水洗、漂白、以95%酒精清除木質素、填充環氧樹脂,在真空環境中靜置成形。實驗中發現以1M氫氧化鈉加0.8M亞硫酸鈉組成的去木質素鹼液製成的透明木材透光度最好,可達65%。在應用上,將透明木材放在太陽能光電板前,僅比玻璃減少5%的電壓,顯示透明木材可阻止光線卻不會減低太陽能光電板的發電能力。實驗也發現,透明木材的導熱能力和木片、玻璃相當。以透明木材製作光霧百葉窗,能濾除44%光線,提升23%室內均勻度,值得更深入研究。

「錐」根究柢

我們研發「液壓手臂降落器」進行「圓錐型潛艇」的沉降實驗,發現潛艇以『頂點朝下』或『頂點朝上』的方式沉降至水底的姿態大不相同。本研究則讓潛艇以『頂點朝上』方式落下,它在水中會先180度翻轉後,再左右搖擺下潛至箱底,沉降路線猶如一個「?」-大問號,引發我們想對「問號」裡所隱藏的科學奧秘追根究柢! 研究中發現「圓錐型潛艇」的高度、斜邊長、口徑、重量、對稱性,都會影響其在水中的沉降現象,我們還利用潛艇頂點「朝上/朝下」而「有/無」翻轉現象的特點設計一款【翻轉力道量測儀】,而各式潛艇所量測出的翻轉力道竟與其在水中的翻轉距離有高度相關!最後在圓錐型潛艇上裁剪出V型、扇葉等變化,讓潛艇可在下潛過程中邊旋轉邊沉降!

「光」芒非你莫「鼠」

本研究透過紀錄小鼠的能量代謝與行為分析,探究光照環境與小鼠內在晝夜節律的相關性。相較於晝夜週期正常的小鼠,日夜顛倒與全光照的小鼠能量代謝皆呈現減少狀態,學習能力也大幅度減弱。但日夜顛倒組的小鼠到了第七天會逐漸同步外部光照,呈現了類似調整時差的狀態。此實驗發現透過「光照」可以驅動與調整小鼠內在的晝夜節律。 若以小時為單位小規模破壞光照週期,實驗發現四天內可以被小鼠的內在晝夜週期調整回來,五天後則會對小鼠的生理產生明顯的影響,導致小鼠產生肥胖、便秘、運動能力衰退與學習能力低落等狀態。不同波長的光照實驗裡,相較於照射紅光、黃光長波長的光,照射短波長藍光與紫光的小鼠在生理數據與行為模式會產生較大的變化。

瓶水相逢的擺攤人生-研究蹺蹺板成為翻水瓶工具的可能性

能夠成為一個適合拿去擺攤的遊戲器材,是這個實驗的最大目標。本次研究主要探討水瓶翻轉之後能順利直立落下所需的力道(重物放置高度)及水瓶中不同水量之間的關係,為了確保每次的施力不要落差太大,我們利用六下所教的簡單機械自製出一台蹺蹺板,作為擊打水瓶的工具,為了使這個蹺蹺板成為一個制式的工具,我們將抗力臂及施力臂的長度固定不變,並進行多次實驗。結果發現,以550毫升的寶特瓶(御茶園寶特瓶)為容器,瓶中水量高度為8cm的時候,1.5kg的重物從14cm的高度落下,打翻水瓶後成功直立落下的機率最高,最大可以到30%。