全國中小學科展

國小組

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。

探囊取水-探討雙層膜水膠囊的製作方法、保存方法與各項測試

本研究針對製作水膠囊的方法做測試,突破Ooho的作法,建立最佳雙層膜水膠囊的製作模式,並歸納出製作雙層膜水膠囊的理想濃度為0.5~3.0%的海藻酸鈉水溶液與0.8%、1.0%的氯化鈣水溶液組合。如果浸泡在0.2%氯化鈣水溶液中並冷藏來保存10天,水分的流失率只有6.8%,且不易破裂。至於耐力測試,以1.0%的海藻酸鈉水溶液所製造出的雙層膜水膠囊在耐重力478.2 gw、耐拉力212 gw及耐摔力16.8 cm測試中表現最佳。囊膜分解觀察結果,囊膜面積經過30天,在空氣中可分解至僅剩3.7%,既不占空間又環保。至於水質測試,雙層膜水膠囊水的pH值、總硬度、TDS測試都符合飲用水質標準,大眾可以安心食用。最後飲料膠囊的成功開發,更可以提高大眾接受度,達到環保減塑目標。

"毒"家報導

本研究主要針對加工食品中的二氧化硫做相關探討,包括抽測市售加工食品、探討冰溫熱三種水溫對二氧化硫之溶出效果、找出浸泡水量和時間對降低二氧化硫含量的影響、探討加工食品烹調方式對二氧化硫含量的影響,最後選擇多種日常生活常見液體做為浸泡溶液,透過實驗了解其降低二氧化硫的能力。

冰凍三尺非一日之寒,那解凍呢?DIY-解凍板的製作與探討

有一款稱作「神奇解凍板」的商品,可以將冷凍食物快速解凍但是價格昂貴,我們想要利用市面上可以購買到的便宜物品,看看是否也能成為加快解凍速度的解凍板,首先調查家庭對於解凍需求的程度,並瞭解大家是如何解凍,接著在廚房內尋找現有的用具,看看是否有適合的材質可以加快解凍速度。我們利用冰塊代替冷凍的食品來實驗,發現鋁製用具明顯縮短解凍時間,並且發現利用鋁製滑鼠墊或鋁鍋蓋就可加快解凍的速度。此外,我們利用小塊的鋁製散熱片模擬解凍板,設計上的考量包括解凍板的面積和排水溝槽。最後,運用這些實驗的解凍板,進行模擬冷凍肉解凍的實驗,歸納出選購市面上的解凍板及DIY解凍板上的優缺點提供大家參考。

甜葡萄追緝令—自製非侵入式糖度篩選法

家庭餐桌上,妹妹總要吃最甜的葡萄,愛漂亮的姊姊只要微甜口感,罹患糖尿病的阿姨卻害怕吃到甜葡萄,面對衆多不同需求,我們思考:有沒有一種方法,可以迅速在清洗水果到端上餐桌過程中,就能直接分辨甜度並做出分級? 我們以不同品種葡萄為實驗對象,採持續加入溶質增加溶液密度方式,觀察其在水中沉浮變化,配合糖度計實測葡萄糖度,得到「葡萄越慢浮出,糖度越高」的結論,驗證「葡萄甜度與在逐漸增加密度溶液中的沉浮順序相關」之假設。 本研究提出經濟實用的自製非侵入式糖度篩選法,輕鬆為葡萄甜度分級,還可擴大應用於市場及醫院,讓民眾不必花大錢也能享受應用科學帶來的生活品質。並發想能朝構建糖度與密度資料庫,做為產業分級應用。

魚水相逢,金光燦爛-以光照探討觀察者眼中魚類腹色的變化

本研究在探討黃色腹色對金線魚生存、繁殖以及不同海洋環境下觀察者眼中不同腹色的影響。 我們針對金線魚金黃色部位進行顯微鏡、螢光光譜觀察,發現金線魚金黃色部位是表皮分泌出的螢光物質,非色素細胞。在照射藍光後會產生螢光,與黃色腹部的魚類不同,此為本研究貢獻。 我們用不同色光測量不同腹色的亮度,並計算出「魚腹亮度/背景亮度=亮度比值」來判斷消滅色的效果,再與棲息深度進行比較,符合比率達76%,我們認為「魚腹顏色與棲息深度有關係」,此模擬方法為本研究特色。 市場上金線魚金黃腹色是季節性的,以不同光源及入射角實驗後發現,太陽仰角影響金線魚的腹色亮度,90度時亮度比值最亮,我們認為金線魚金黃腹色與繁殖期有關。

圓圓不絕

一、本研究探討在一個基圓註一的圓周上任取一點當作圓心,以不同半徑畫出旋轉圓註二,旋轉不同角度,旋轉角度θ註三=360°÷n,nϵN,且n≧3,探討旋轉圓之間的交點數、交點連線所產生的圖形及規律。 二、我們發現旋轉圓產生的交點數、交點連線所產生正多邊形數與旋轉圓的半徑R有關,詳見本作品說明書第23頁之研究結果一。 三、將和基圓圓心等距的交點連接起來會產生正多邊形,正多邊形的外接圓半徑公式有著對稱的關係。 四、利用簡單的道具可分別以平面和立體呈現圓與圓之間交點的情形,如下圖:

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。

大自然的耕耘機

從去年就開始養殖蚯蚓,在有床墊的養殖箱內進行養殖。養殖箱42cm-33cm-25cm容積有35公升,它的體積大小比較容易搬動操作。在每箱放入30隻蚯蚓,因蚯蚓的生命週期為70天,故每養殖2個月就統計蚯蚓數目,且打開養殖箱能了解蚯蚓在箱內的分布。我們會用塑膠網當床墊,就是它不易腐爛可回收再利用。根據文獻,1蚯蚓生1蚯繭,一個蚯繭有3隻小蚯蚓,蚯蚓一生產生3蚯繭,這樣一隻蚯蚓估計會產生9隻。本實驗每箱有30隻,2個月後每箱蚯蚓數量應有270隻,實驗結果大約是100-200隻。為要使蚯蚓重複利用,故鋪用床墊,此種養殖法在分離蚯蚓和土壤的速度比較快。此後我們不斷用蔬菜、花卉種子進行發芽及植物生長觀察實驗,都證實土壤內蚯蚓排遺物適合種子發芽及植物生長。

冷熱都來電-Seebeck效應之熱電現象的應用

1821年,德國物理學家Thomas Seebeck發現,當Seebeck用銅線和鉍線在兩端連接形成一個迴路,在其兩端產生電壓電路。如果兩個連結處保持在不同的溫度下形成電路,則熱能轉化為電能。也從自動攪拌杯商品引發想法並分析其優缺點來設計研究。其實驗結果可歸納如下: 1.致冷片型號TEC1-12706價格便宜也較易溫差發電產生。 2.馬達以微型空心杯能在弱電壓啟動產生高轉速。 3.散熱裝置以面積大且伏貼致冷片有效延長發電效能。 4.攪拌子較短且有補償環裝置較能運轉。 使用步驟:易熱傳導容器盛裝高溫80℃以上熱水量或低溫10℃以下冰水量,放入攪拌子於容器中,靜置致冷片上,再放入溶質(如:牛奶粉、即溶咖啡等)。