全國中小學科展

國小組

向左走向右走~相鄰移位遊戲最佳策略探討之研究

本研究為傳統遊戲創新,改變遊戲形式與玩法,中間前後不留空格,且題目中花色種類按a、b、c……順序排列,在每種花色數量相等的情況下進行直線相鄰移位遊戲。研究裡設定了三種不同的最後排列順序要求,觀察當花色種類數與每種花色數量為任意數時的最少移位次數,試著從操作過程歸納最少移位次數(最佳解決策略)之規律,並得到通式。接著,將直線型改為其他排列圖形─順時鐘環形,同樣的歸納在最後三種不同排列順序要求下最少移位次數之規律,得到通式,並比較與直線排列之相關性。

太陽啊!請賜給我神奇的力量!─玻璃杯裡風車轉動的秘密

本研究主要在探討在什麼條件下,才能讓玻璃杯裡面的風車轉得快呢?我們先製造一種基本款的風車,接下來探討光源與轉速的關係,扇葉與轉速的關係,底座與轉速的關係、遮罩與轉速的關係,室內溫度與轉速的關係、扇葉與底座間距離與轉速的關係,並詴圖找出除了光之外,是否還有其它方式也能讓風車轉動?我們希望能將此裝置應用在教學上,解釋「光能產生熱能」、「光能產生動能」、燈光下會有「風」及空氣熱對流等物理現象,並發展出有趣的科學玩具。

『蟻』隻獨秀

有一次我走在「五孔頂」步道時,偶然發現一種螞蟻,他們的巢就很清楚的在步道旁,這件事引發了我許多疑問,回家查完資料後,才知到他們就是雙色突胸家蟻(Meranoplus bicolor),而且在台灣並沒有採集記錄。我自己本來就很喜歡大自然,家裡原本就養了甲蟲、鬥魚、甚至是撿到受傷的折翅蝙蝠,我都很喜歡。我還有一個夢想,就是希望能在小學畢業前做一次科展,想了一想,他們正是做科學展覽的好題材,便邀了妹妹和媽媽,一起著手進行研究。

「紙」溶於水,「馬」上分解?

由廁所中的標示開始,我們蒐集市面上常見的衛生紙用品進行物理特性研究,試著找出它們與馬桶阻塞的關係,並以問卷調查民眾的使用習慣。得到下列結果:一、本次實驗的衛生紙用品全部含有螢光劑,皮膚敏感的人需要特別小心使用。二、面紙最輕,卻又不易破損,物理強度又強,泡水三個月後仍然維持原狀。三、衛生紙物理強度較弱,但吸水性最強,最容易分解碎裂,不論是抽取式或平版,只要使用張數在四張以下,都可以順利沖入馬桶中,而不會阻塞。四、除了面紙以外,濕紙巾或紙手帕等不易破裂分解的衛生用紙張,最好不要丟入馬桶中,以免造成阻塞。五、衛生紙用品會不會阻塞馬桶,與使用張數有關。一次使用六張以上才會有阻塞情形。六、問卷調查發現,有 98%的民眾家中廁所有放置垃圾桶,擔心馬桶阻塞。

雙颱效應與地形效應之模擬與探討

藉由水漩渦實驗,我們提出5個「評估藤原效應強度」的參考方法:(1)兩漩渦中心點的壓力下降值 (2)水漩渦的傾斜角度 (3)管內水漩渦偏離的程度(4)壓力弧線的彎曲程度(5)葫蘆形等壓線。通過「大山脈」比通過「小山脈」,漩渦傾斜角度更明顯,角度壓的更低,間接驗證弱颱的山脈地形效應較為顯著。水漩渦經過「小山脈」,空氣柱跳躍過山;若是漩渦經過「大山脈」,空氣柱會有消失較長的一段時間,然後再重新產生,驗證了強颱的「連續過山」和弱颱的「不連續過山」的現象。水漩渦由遠慢慢接近黃色的「大山脈」時,藍色液面呈彎曲狀,可以發現「副中心」生成之證據。模擬颱風經過臺灣的中央山脈,可發現空氣柱會往山脈和陸地的外側傾斜,推論真實颱風在臺灣北端和南端都較容易吸引氣流,所以會有偏向南北機率較高的情形。

照過來!看我為太陽能板擺POSE

本研究是為了瞭解太陽運行的軌道與規律,找出使用太陽能板發電時擺放的最佳位置。實驗後發現一天當中相同時間間距的高度角變化幅度差異不大,但正中午時變化的速度較緩慢。方位角於早晚時間變化速度較慢,越接近中午,方位角變化越劇烈。且一年中在冬至過後接近春分時,和秋分過後接近冬至,一天的竿影連線都會有機會成東西向的水平線。太陽能板擺放方位分別在早晚的時間對太陽能板的發電量影響力較大、調整太陽能板仰角則是在正午前後2個小時的時間影響力較大。整體而言,春季時,在台北地區,將太陽能板面向正南方,且將角度調高至30°或40°時,太陽能板的發電量會最佳。另外,放大鏡擺放在一倍焦距處,可以使太陽能板產生更大的發電量。

混不混有關係!-用混合自製天然指示劑來精細檢測酸鹼值的探討

老師要我們自製指示劑時,有人煮十幾分鐘,有人用熱水浸泡個一、二小時,又燙又花時間,於是我們想透過實驗找到最佳的時間點,使大家省時又省力。此外熱水的高溫,常讓我們心驚膽顫,深怕一個不小心就被燙到,如果自製指示劑也能像茶葉用「冷泡」的泡出色來,不是更安全更節省能源嗎?最後我們驚喜的發現「紫色高麗菜」的確是冷熱皆宜,而且只要花費10分鐘,難怪教科書都愛用它來製作指示劑。我們還發現用單一材料自製而成的天然指示劑,不像廣用指示劑呈現紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫,可分辨出不同的酸鹼值,因此我們更進一步的將課本中提到的材料互相「混搭」,竟然能製作出更好,更精細的酸鹼指示劑,可以清楚分辨pH1.0~12.0(如封面圖),真是讓我們興奮不已!

我們發現乾溪不應該潰堤-桃芝颱風造成大屯區河川災害之研究乾溪潰堤處良田淹沒情形

發生在90.7.29-7.30 的桃芝颱風,造成南投、花蓮地區嚴重的土石流災難,同時桃芝颱風也給台中縣大屯區帶來慘重的災害,其中匯流入大里段草湖溪的支流乾溪二、三十年來首次潰堤成災,2 人死亡,200 公頃農田遭土石流淹沒,2000 多戶人家淹水,災情相當嚴重!

翩翩起舞--氣流對翼片浮升的研究

本研究利用塑膠投影片、吸管、黏膠等簡易材料,自製許多不同的翼片,以自製的浮升高度測試架測量雙片翼浮升的高度。發現要使雙片翼能夠穩定螺旋轉動浮升,以翼長12㎝、翼寬3㎝、雙翼夾角成水平180度、底部高度2㎝為最佳。以側吹氣流使單片翼浮升的研究中發現:翼面水平夾角35度且翼片面積越大,迎風產生的上升浮力越大。接著利用三個單片翼成功組成一個能穩定旋轉浮升、永不掉落的三片翼。最後用四個單片翼組成一個能伸展與收縮、有節奏向上爬升的毛毛蟲。

萬獸之王最高機密

想做一隻力量最大的萬獸之王。