全國中小學科展

國小組

三生一死的費氏數列

本作品主要在推廣費氏數列,得到新的遞迴數列。費氏數列的來源之一是「兔子對生長問題」,該問題涉及4項條件:「成長期」、「懷孕期」、「下一代數量」、「壽命」。在歷屆科展中,我們是最先推廣原問題4項條件的研究小組,並得到更一般化的新數列。我們除了透過「整數數列線上大全」檢索、也在自己有限的能力下儘量搜尋各種文獻,還沒有我們發現的一般化數列。雖然我們得到新的結果,不過卻只使用了簡單的方法:畫圖、計數、直觀觀察,而且還試著保證數列規律成立,使作品更嚴謹。最後我們加入「狼」的條件,狼會吃掉兔子對。關於兔子對數量的規律得到一個猜想,可供人們繼續研究下去。

誰得最高分撲克牌遊戲

從一般人對「撲克牌遊戲」的看法來激發學習這個研習活動的興趣。

吃蔬菜,不吃農藥

在這個研究當中,我們要探討在日常生活中所吃的蔬菜是否有農藥殘留?農藥殘留量高不高?接下來我們要找出去除農藥最有效的方法。另外,我們也想了解有機蔬菜是否真的沒有農藥殘留。實驗結果發現,我們在市面上購買的蔬菜大部份都有農藥殘留,但是都在安全的範圍之內。在傳統市場購買的蔬菜,全部都有農藥殘留,其中以花果菜類所含的農藥殘留量最高,再來是根莖菜類,最少的是葉菜類。在超級市場所購買的蔬菜農藥殘留量比傳統市場的要低很多,但是比較不新鮮。在去除農藥的方法當中,我們發現以清水清洗蔬菜最為有效,並且洗愈多次,蔬菜的農藥殘留量愈低。在有機蔬菜方面,我們發現有機蔬菜的農藥殘留量都很低,但是除了葉菜類的蔬菜沒有測出農藥殘留之外,其餘仍然都有農藥殘留。

電磁列車新幹線

在自然課中我們學到電磁鐵的原理,瞭解線圈通電會產生磁力,於是我們開始改裝電磁鐵,經由改變不同直徑、不同繞圈數的鐵罐、不同材質的罐子,找出電磁線圈最強磁力的結構。其次我們再來研究電磁列車為什麼不能前進的原因,原因是電力太小?磁場的問題?或者是其他的原因?依據所觀察到的現象,大膽假設小心求證,然後依據失敗的原因,我們建立了鐵罐線圈內部的磁場模型,依照這個模型,我們知道了火車不能前進的原因,我們試了幾種方法去克服那些困難,在大家努力之下,終於建立了火車前進與後退的模型,再經由開關的切換,終於使火車能前進後退了。還有一個問題就是火車計時的問題,我們研究碼錶的計時結構,做出碼錶計時電路。最後,鐵罐線圈的種類、各種車廂的外型都可能與火車速度有關係,我們製作了圓桶形線圈、錐形線圈及幾種車廂外型,去研究哪一種車廂外形是最棒最快的。

吃我一顆水球-探討無瓶水製造方式和性質檢測

網路多種製作無瓶水方法,經操作發現不是每種方法可製作出內裝水球。所以我們研究找出海藻酸鈉水溶液與含鈣水溶液濃度組合及各項檢測。歸納出:1.海藻酸鈉水溶液應選擇0.5%~2%濃度;2.含鈣水溶液:氯化鈣水溶液濃度至少1%、乳酸鈣水溶液濃度至少要2%較易製作出水球膜;3.保存應浸泡於純水並置冰箱冷藏,連續200小時紀錄無瓶水的流失率可降至19%以下;4.物理測試發現1%海藻酸鈉水溶液所製造出的無瓶水球在耐壓、拉力及自由落體表現均好;5.化學測試無瓶水質都符合臺灣自來水公司「飲用水水質標準」之相關檢驗標準。 當飲完無瓶水後,水球膜在自然環境下日漸分解不占空間也不汙染環境。希望無瓶水的研討能喚起環保概念,減少塑膠瓶使用。

微風吹吊橋

一則電視上〝鋼筋水泥吊橋被風吹垮〞的轉播報導,引發了我們的研究興趣,想要知道為何風作用在橋上,會引起橋面的振動扭轉? 風吹造成空氣的波動,為了瞭解波的現象,我們先觀察生活中常見的水波、聲波及繩波的振動。於是我們設計了(1)在池塘中丟石子,進而發展出水波槽實驗。(2)以提琴弓在金屬板邊緣拉奏,造成板面上細砂跳動而呈現各種克拉尼圖形。(3)以甩動童軍繩產生繩波,進一步製作鞦韆,觀察其受風力的運動情況。(4)最後,製作模型吊橋,以觀測受風中橋面的變化。 從實驗結果,我們歸納出無論在水面、金屬板面或橋面施力,造成的振動,藉由介質產生波的前進,波碰到阻擋會反射,與原來的波交疊形成不振動的「節點」。包括水波槽中形成的格狀波紋,及金屬板面細砂呈現的克拉尼圖形,都是振動、反射與節點交互作用的結果。至於風吹吊橋實驗中,我們發現頻率與角度是影響橋面振動的關鍵因素。雖然我們的吊橋實驗無法驗證橋的斷裂,但的確觀察到(1)間歇來回的風比持續風容易造成受風橋面的扭曲晃動。(2)45度風向比垂直風向更容易引起橋面的晃動。(3)減少同頻率的振動,可降低橋面斷裂的危險。

「風」華再現-風力發電的探索

風力發電是目前全世界成長最快的能源科技,雖然風力發電仍遭受成本高、效率不夠的批評,風力發電場甚至被形容成醜陋、噪音驚人、又危害生態,但專家們依然努力改良風力發電的裝置及設計,試圖設計出氣體流動性能良好的葉片,將動力傳導給發電機以開發能源。本研究的目的就是在探討扇葉設計與氣流之間所產生的互動關係,運用生活中垂手可得的材料,和實驗室中現成的實驗器材,設計一套簡易裝置來探索扇葉與風的神祕關係。

康樂山的人面蜘蛛及橫帶人面蜘蛛

作品主角是「人面蜘蛛及橫帶人面蜘蛛」,地點是在「台北市內湖區的康樂山」,時間是在「92年10月到93年5月」間所做的觀察與實驗,內容分為三個部分。第一部分是康樂山步道的蜘蛛生長情況,我完成了康樂山步道地形環境的分區(5大區18小區)、每個月的蜘蛛出現數量及地點、各區分布密度、分析與地形環境的關係,以及季節與人面蜘蛛及橫帶人面蜘蛛的消長變化關係。第二部分是蜘蛛網絲的實驗,我完成了蜘蛛網會黏部位的測試、黏力大小的實驗、黏力的推算、單絲吊重能力的測試、吊重能力的推算、延展及收縮能力的實驗、蜘蛛絲遇水前後的特性變化結果。第三部分是飼養及實地觀察所作的蜘蛛行為記錄,特別是對不同獵物的補食方法、結不結網的補食能力、捕捉活蜘蛛的方法等;這一部份主要是用照片及影片來說明。

啄木鳥跳跳緩降機

從研究中我們發現,齒輪及啄木鳥玩具「振動緩降」運動的原因,是因為圓洞兩側不平衡所造成。模擬齒輪的第一代平面式緩降器,有下降較快以及穩定性不佳的缺點,因此我們模擬啄木鳥玩具設計出第二代的彈簧式緩降器。但第二代緩降器搭載重物時會造成保麗龍腳座的圓洞凹陷與變軟,因此將腳座改用壓克力材質,而成為第三代緩降器,我們也發現圓洞黏貼軟木墊緩降效果最好。最後我們將第三代緩降器,成功改裝成搬運物品的「啄木鳥跳跳緩降機」,將 8 個雞蛋從 3 公尺高的爬竿頂端,完好無缺的運送下來。

照東學區農作害蟲「蛾」的誘殺研究

1.農藥殘毒為害人畜已逐漸嚴重,農友們濫用農藥結果雖然消滅了一部份害虫,同時也消滅了害虫的天敵實非良策。2.從六十四年三月以來,我們作了一整年的誘殺害虫研究並請農友協同進行誘殺,我們的一盞藍白燈誘到的害虫就有40多萬隻,又設計一架風雨天適用的誘蟲燈,終年都能無毒殺虫,而且用電十分節省,使稻、菜、菓子普遍增產一成左右因殺虫太多瓶子不夠只得選擇重要地區作重點實驗。3.我們研究的另一目的,除鼓勵照東學區的農友,大家使用誘虫燈外,也能推廣到全國使用增產裕民。4.盡量減少使用農藥,也是我們實驗的目的。5.貴重儀器:顯微鏡、放大鏡、風力計、溫度計、氣壓計等易破損物件不易搬運,未能展出,請原諒。