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香草植物-甜羅勒的生長探究

水耕及土耕的種植中,發現臺灣的甜羅勒,在個別比較水耕的長時間模擬日光照射下,植物莖的高度、葉片的大小、葉子的數量,均會長得比較好。我們討論後,覺得可能有幾個原因,第一水耕的甜羅勒種子雖然受到不同色光的變因影響,但模擬陽光照射的時間非常長,能增加植物生長的時間,第二因水耕箱的位置在室內,受到風力、水源不足、蟲害的影響,相對會少於種於戶外的土耕甜羅勒。 種植觀察中,發現一些特別的地方。土耕和水耕的甜羅勒都有受到蟲害影響,土耕的是蚜蟲,沒有介殼蟲出現;水耕的是介殼蟲,沒有蚜蟲出現。甜羅勒斷根後,可以再長出來。當植物長到一定高度後,底部的莖也會分之長出葉子來。旋轉的盆栽,部分甜羅勒會彎曲生長。

Do It Myself – 智能射箭訓練系統

為了精進射箭的能力,我們開始研發「智能射箭訓練系統」,並透過該裝置判斷舉弓、拉弓、放箭速度等數值,讓使用者能清楚地知道現在的姿勢是否有達到射箭時的標準動作。本實驗分為四個大方向進行操作:穩定、力量、精準度、以及計分靶。為了找出符合選手最合適的射箭動作,我們另外以一名選手的舉弓高度(130cm)及拉弓距離(57cm),做出固定射箭模擬器。透過該裝置發現:該選手於10公尺距離時,傾角 -1.2 ~ - 0.2度能夠命中九分的範圍。除此之外,我們用紅外線感應框、投影機與scratch程式製做出互動計分靶。透過裝置,便可以快速紀錄下射箭時的分數和落點。我們將整個設備整合為成完整的智能射箭訓練系統,供使用者能夠快速且精確的矯正自己錯誤的射箭姿勢及方向。

這「炭」可導「電」?自製不同木炭導電的可行性

我們是住在山區中的學生,也因此我們在生活中很容易取得木頭與使用木頭。我們這次尋找在學校中與學校附近可以取得的木頭來進行自製木炭的實驗,也測試是否做出來的木炭可否導電。所以透過我們的實驗,我們發現只要乾餾的溫度有足夠,所做出來的木炭都可以導電。而會影響自製木炭導電的差異是木頭本身的成分差別外,還有木頭的硬度與長度也具有影響。

風到哪裡去了─氣流附壁作用之探討

「附壁作用」是指流體遇到障礙物(例如氣球),流體會沿著障礙物曲面流動的現象,並產生推往流體方向的作用力(氣球的舞動,2021)。於是採邊想邊實驗邊修改的模式來探究氣流附壁作用。研究結果發現: 一、 氣流經過正角柱體時,會沿其側面流動且其底面邊數愈多愈明顯。 二、 氣流流經直圓柱體時,會分為兩股附壁在兩側運動,到了另一端時再匯集成一股往前進。 三、 氣流經過球體所產生的附壁作用,能使球體穩定飄浮,並帶動球體產生偏移。 四、 氣流會從側面有斜度葉片沙漏型圓柱體的縫隙中流出,且附壁在曲面上形成一直環繞的現象。 將氣流一直環繞的特性運用於日常生活上,或許可設計出便利於生活的科技產品。

別創新「格」---防災創意智慧格柵初探

氣候變遷引發降雨異常,每當強降雨造成金門低窪區域積水成災,不僅校內外意外頻傳,甚至發生觀光客「游」金門,出動橡皮艇幫遊客脫困,因此以SDGs為首要目標,設計加速排水的防災創意智慧格柵,縮短積淹水時間,減少災害發生,開創永續防災新局面。 首創輪軸格柵效益最佳,並校園實地埋設縮短積水時間,小朋友滑倒意外減少。且向縣府報告研究成果,建請納入施工設計及建置滯洪井池,已獲大大肯定與讚揚,將請相關單位研擬由低窪潛勢熱點試用。 我們也在重大淹水區實作成效良好,防災創意智慧格柵既可讓水流大量流至滯洪設施,減少災害發生,又可保存水資源供應民生用水,而非浪費流至大海,更可減少依賴向中國大陸購水需求,共創「三贏」何樂而不為。

水箱滿隔形-探討運水車翻覆因素

運水車翻覆的新聞,讓我們膽戰心驚,為什麼運水車會翻覆成四輪朝天?消防車的水又為何低於半滿水位時,需要漏光比較安全?在五年級自然【力與運動】中,得知物體受力時,運動狀態可能會改變。本研究探討水箱的水重,水箱有無隔間及水箱形狀對運水車行駛時的車速變化影響。透過自製傾斜穩定度檢測器,發現不同水量下,半滿水位的八角柱水箱,所能承受的翻覆角度最小,因為水往低處流,水又比空氣重,造成重心偏移而翻覆;相同水量下,重心最低的三角柱水箱能夠承受最大的翻覆角度。 根據實驗結果發現,裝滿水、有隔間、都可以降低水的搖晃程度,減少水的質心因慣性流動而不斷偏移中心的機會,可以降低車子翻覆的機率。

山林與大海的偶遇~ 探討以魚鱗膠原蛋白與單寧酸製成複合材料填補水泥裂縫之可行性

膠原蛋白俗稱明膠,主要是由動物皮或骨內的蛋白質所萃取製成,明膠的種類很多,能夠使用的範圍也非常多,最常出現在我們日常生活中的食品或加工物上,例如果凍、軟糖、冰淇淋、酸奶及冷凍食品等。我們研究將魚鱗從原本的”無用廢棄物”,透過簡單的處理與萃取方式得到許多魚鱗膠原蛋白,在不用額外進行複雜且耗時又耗費金錢的純化下,得到另一種應用膠原蛋白的方式,以膠原蛋白與單寧酸兩者混合形成的複合物,做為填補水泥裂隙的填縫水泥來使用,發現除了具有良好的黏合效果,未來還可以進一步研究其他的應用範圍,或是提升魚鱗膠原蛋白的應用價值在其他的使用上。

割「聚」一「方」-切割重組正方形

本研究探討各種多邊形經由切割重組正方形,求取最少刀數。研究發現:一、長方形邊長比1:4^n時,最少n刀切割重組成正方形,為 1:m2(4n<m2<4n+1)時,最少n+1刀,介於1:4^n 、1:4^(n+1)間最少n+2刀;二、三角形中,等腰直角三角形只需1刀切割,正三角形為3刀,在相同的底與高比時,銳角三角形和鈍角三角形會比直角三角形和等腰三角形多1刀;三、平行四邊形影響最少刀數是底與底延伸長度比;四、梯形的上底+下底比高相同時,不規則梯形比等腰梯形、直角梯形的最少刀數多1刀;五、正多邊形中,正五邊形最少5刀;正六邊形為4刀;正七邊形為9刀;正八邊形為4刀;六、正方形連塊中,使用長方形切割法,三連塊最少刀數為2刀,六連塊為2刀,七連塊為3刀。

自動智發-寵物氣壓飲水機

為了改善寵物用水的問題,提高寵物飲用水的安全性、貼近使用者的生活方式及設備零件的替換性,我們結合了大氣壓力原理與電子科技,加入智慧判斷與殺菌裝置。我們第一代飲水機雖然能持續供水,卻無法保證飲用水的潔淨度,故在設計第二代時,加裝了紫外線殺菌燈及超音波距離感測來避免紫外線燈傷害。實測時,由於有些寵物的速度較快,超音波感測的距離太短,於是又設計了第三代紅外線偵測,使其距離增加到100公分,以達到實際使用安全,並且改用3D列印設計產品,避免被水潑濺與被寵物拉扯的狀況。為了更加貼近人性化,經過問卷調查後,在第三代上加裝飲水量計算、掀蓋設計和UPS不斷電系統,使我們的寵物飲水機更加符合寵物及飼主的需求。

河中「漩」機

實地到大豹溪觀察漩渦、河道與石頭的分布,再到實驗室模擬石頭分布與河道。探討水流衝擊石頭時,石頭數量與位置是否影響漩渦的數量與形成的位置,以及單邊河道出現凹槽時,是否會影響漩渦的形成。透過石頭的密集度、水流速度、石頭的數量,三種方向研究漩渦產生的位置與數量;以及用三種不同深度的河道凹槽,觀察漩渦的數量與位置差異。發現石頭間的縫隙較寬的話,特別容易形成漩渦;石頭的間距增加或是水流速度較緩慢時,漩渦數量會增加;石頭間的夾縫、水流的匯集與分流處都是漩渦容易產生的位置;石頭數量減少漩渦也會變少;河道單側有凹槽時,會出現漩渦;凹槽深度不同時,漩渦位置與旋轉方向會有所差異。