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單孔吹遍天下-輕鬆吹「吐良」

吐良是少數使用大量泛音演奏的樂器,根據頻率與開管基音或閉管基音的比值,可以準確的預測聲音是在長管或短管邊振動。實驗者先以泛音公式計算頻率預測值,並以阻塞棒進行檢核,正確率達到100﹪。 按壓指法分為4種分別為全閉指法、全開指法、長開指法及短開指法,不同指法選擇短管或長管,閉管或開管的泛音。例如全閉指法所吹出的音會出現在長管閉管泛音及短管閉管泛音中。同一指法中控制吹氣氣流速度可吹出不同音高的泛音,吹氣越急音高越高。任何管長的聲音都出現在預測值直線上或其附近。短管的長度變化對長管的閉管基音和開管基音影響很小,但短管的長度變化對短管的閉管基音和開管基音有顯著的影響。

千萬「鱉」「助」─狄氏大田鱉動物行為之探討

大田鱉卵到成蟲發育日數約36.7天,偏好棲息淺水域及深色環境。主要以振動併光影變化觸動攻擊,獵物進入複眼上方約67.6˚與下方約29.5˚的垂直面,兩側約97.9˚的水平面,雌雄蟲複眼前方約18.2及15.7mm的熱區時以約0.07秒出手捕獵。 模擬雄蟲以振幅5mm的振動容易吸引雌蟲。離較遠時頻率高易吸引雌蟲,最高約2下/秒,接近時則振動慢易吸引雌蟲,最慢約1.4下/秒。產卵偏好保濕性佳,角度垂直水面,形狀圓柱形,直徑約1.2cm的圓柱形枝條,產卵高度約在水面上37.6cm至65.9cm間 一至三齡蟲可捕食孑孓。獵物殘渣有助蛋白質與脂肪分解,並可作為稻秧養分來源。

我家交通有順了

交通號誌具有指揮車輛通行路口的權力,藉由適宜的週期、時相、綠燈秒數之時制規劃,可有效增加路口汽車的通行量,解決不必要停等之交通壅塞問題。 緊鄰學校的五叉路口,是重要的交通要道。根據我們的路口影片分析,發現南來北往的車輛在交通尖峰的上班時刻,總是因為停等此路口號誌造成一定程度的塞車,致使部分車輛需要停等到第二個周期時才能通過路口,著實影響路口通行成效。本次研究透過系列性科學化的測量、計算與分析,我們提出路口週期再增加5-15秒時,共有25種新的交通時制設置方式,可使此路口通行量每秒增加0.268至0.737公尺,將能有效紓解停等紅綠燈的壅塞。

破解反重力懸浮術-運用力的平衡對抗重力

從YouTube上《【Fun科學】反重力懸浮術》引發研究動機,加上所學的知識,利用冰棒棍、縫衣細線、熱熔膠為材料,探討正多邊形「互」字型反重力懸浮裝置平衡的規律。 從實驗得知: (一)裝置要達到平衡,外側平衡線的點與中心軸線延長的點連線必須形成一個面,最小的面是三角形;而與上架中心軸同側的2條外側平衡線,形成的三角形,裝置不會平衡。 (二)裝置平衡時,中心軸線延長點一定在正多邊形上架/下架的重心點。 (三)裝置的中心軸L夾角110°的兩邊長度不會影響裝置平衡。 (四)正多邊形「互」字型反重力懸浮裝置平衡時,2條外側平衡線與中心軸線延長的點形成一個「有規律」等腰三角形的面,公式為360°÷正多邊形邊長數=等腰三角形的頂角=正多邊形重心角。

水之呼吸-陸之型-扭轉旋渦

本研究自製排水模型與設計連通管的水位觀察法,來探討水槽排水速度的影響因素,結果發現排水速度的影響主因有三: 1.水漩渦:當水槽內的水排出時,水流穩定沒有旋轉、或者破壞水流旋轉使其不產生漩渦,會加速排水的速度 。 2.空氣:當水漩渦產生時會造成水槽上方的空氣往下流動,如果阻擋空氣的流動就可降低水漩渦的產生,提升排水的速度。 3.排水孔洞:排水孔洞越大,排水效果越好,但同時也更容易因為水的初始旋轉而產生水漩渦,降低排水的速度。 最後,利用水流阻擋板與空氣阻擋板來破壞水流旋轉,使其無法產生水漩渦,造成水管充滿水而產生虹吸現象,進而加速排水的速度。

自動機電控制拉張結構平衡桌

本研究利用開發板Micro:bit與拉張結構,製作可自動平衡的桌子。我們依桿弦相對位置,將拉張結構分為兩種,並且探討這兩種拉張結構的平衡與承重力。依照結構承重能力均勻與否以及結構是否容易達成平衡,採用型二拉張結構(指弦在上面,以桿支撐整個拉張結構)為自動平衡桌的主體。自動機電控制的程式部分採用決策樹的邏輯策略取代數學上的繁雜運算,達到自動調整伸縮桿,取得桌面平衡,並期望可延伸到生活上相似環境下的應用。

新鮮牡蠣產地直送的保鮮新配方

我們居住的社區是臺灣重要的牡蠣養殖產地,牡蠣想要維持新鮮美味,需要良好的保鮮技術。這次實驗的目的是探討有哪些天然無毒的抑菌物質可以延長牡蠣的保存時間。在查詢資料的過程中,我們發現臺灣料理中常用的辛香料或調味品,例如蔥、薑、蒜、米酒或牡蠣殼粉等都是天然無毒的抑菌物質。透過實際實驗,發現煅燒牡蠣粉的抑菌效果最佳,大蒜次之,接著是鹽與米酒。依照取得方便性、成本、口味、食用性等不同考量,我們建議家庭可以使用容易取得的蒜、鹽或米酒作為抑菌保鮮材料;產地的蚵農要宅配到外縣市則可將煅燒牡蠣殼粉溶液取代傳統的自來水保鮮,牡蠣殼粉產地自用可減少碳排量,同時也可解決牡蠣殼回收的環保問題。

校園蒼蠅虎~雙帶扁蠅虎(Menemerus bivittatus)的生態調查和步足仿生設計

我們在校園裡的樹皮下發現雙帶扁蠅虎,發現牠的捕食、求偶、蜷縮步足姿勢非常特別,以顯微攝影進一步鎖定研究牠的步足,發現步足上有許多剛毛及細毛,並有尖端倒鉤和尖刺,讓雙帶扁蠅虎可以在光滑表面上快速地行走!雙帶扁蠅虎會先用身體一側的第一、第三對腳和另一側的第二、第四對腳;再用一側的第二、第四對腳和另一側的第一、三對腳的步足行走模式。快速行走應該跟四對步足的結構、關節構造都有關,觀察步足的蜷縮結構,測量出牠可以將身體從體長6-9mm,穿過2.5mm的縫隙,發現蠅虎的步足有很好的伸縮能力,特殊的關節膜結構,以及前附足的特殊功能等,期待將步足的蜷縮能力、關節膜特殊構造和移動方式,應用到生活物品的仿生上。

實用顛倒蛋之最佳製程研發及創新機台製作

去年地區科展已經成功找出顛倒蛋的製作方式,其缺點是煮蛋的環節需要一個人一直不停的翻轉蛋,從今年的結論可看出已改進了,其中: 結論一:顛倒蛋製作步驟中的「煮蛋」 的部分自動化(機器在P。12) 結論二:找出快煮爐煮顛倒蛋的模式(煮蛋時間及溫度表在P。24) 結論三:快煮爐煮顛倒蛋工具已著手申請專利 在顛倒蛋原理探討的部分,使用Photoshop將圖片二值化,得到蛋黃佔51。28%的數據(P。15),和去年地區科展報告推論的50%非常接近;更製作了流速檢測儀(P 。16),發現蛋白和蛋黃流速的不同,猜想流速不同是製作出顛倒蛋的重要原因。

聲、電與光之音樂饗宴

我們知道遠在古時候就有利用光來傳遞訊息的方法,像指引船隻的燈塔或是利用燈的閃爍來傳遞暗號等。而在現今科技進步的世代裏,光是否可以拿來傳送更加複雜的訊息呢?我們這次就要實驗用光來傳遞「聲音」。透過市面上可取得的白光二極體,把mp3音樂播放器與許多的白光二極體聯接形成一迴路,而將「電」轉換成為「光」;至於將「光」轉換成為「電」,則可利用太陽版把所接收到之「光」強度的變化轉換回「電」之的變動形態(即電流)。最後一步,我們將此變動的「電」流送入喇叭,喇叭便能重現另一端mp3音樂播放器的「聲音」。上述過程,即是一簡易之「可見光通訊」傳收系統。