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雙刀武士的祕招-鍬形蟲構造與行為的研究

鍬形蟲是一群擁有發達大顎的昆蟲,因此民間俗稱牠為剪仔龜,歐美則稱牠為鹿角甲蟲?(Stag?beetle),鍬形蟲自成一科,分類上隸屬於昆蟲綱,鞘翅目鍬形蟲科。鍬形蟲為完全變態之昆蟲,生活史可分為卵—幼蟲—蛹—成蟲,四個階段。實驗過程以不傷害蟲體、學習尊重生命為前提,研究目的如下:鍬形蟲生活史及構造、影響鍬形蟲戰鬥力的相關因素、探討鍬形蟲嗅覺部位與嗅覺訓練實驗。

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。

巧智拼球上的花朵---轉法規律探討

在接觸了巧智拼球後,我們想利用「按照同樣的轉法轉幾次後會回到原本的位置」的規律找出和網路上破解法完全不同的公式。為了能夠更快速找出公式,採取了「簡化」策略,從2個盤子與3個盤子開始研究。之後我們發現了從編號1-1開始可以透過「轉法一、二和轉盤子」到達所有的情況。而且轉法一、二所產生的環型圖案與規律就有如巧智拼球上綻放的花朵令人著迷。接下來在電腦的幫助下,我們使用矩陣運算了解了轉法相加的規律,並且透過了位置交換列出所有的狀況,繼而發現可以用4朵花覆蓋全部的3個盤子編號。最後根據我們的研究發現,我們找到了將所有情況回復原位的方法。

破解『防眩光板』的奧秘

是常見的現象,會對生活造成不便的影響。所以本研究的主題是:探討檯燈造成反射眩光的種種現象,並研究防眩光的原理,最後再試著DIY防眩光檯燈。為達成目的,我們首先觀察檯燈上下、左右位置變化時,眩光大小、形狀、位置的變化。在初步瞭解眩光現象後,我們推測防眩光的原理可能與防眩光板的折射、反射程度有關,所以設計了照度、輝度、雷射光折射三個觀察實驗。根據觀察結果,我們發現防眩光板具有很高的反射效果,所以光線會在檯燈內不斷反射,最後被吸收,於是檯燈照射出的亮度與眩光程度都有所降低。最後我們用十二種常見的材料DIY防眩光板,並以六項評斷標準進行評分。結果證明,我們DIY的防眩光板一點也不輸一般的商品。

「瘋」力發電~風力發電研究

近年來,溫室效應的話題引起全界的關注,如何節能減碳,幫地球降溫,是許多政治人物、科學家在努力方向。華視電視台曾播放了一個「正負二度C」,看了這個影片,我們更覺得減少溫室氣體排放,找出綠色替代能源的重要。我們居住的馬祖,雖然人少地小,較無舉足輕重的地位,但每一個人若有環境保護的素養,並確實的做法才行,地球一定會降溫的,生物也會快樂活著,沒有物種會消失。 根據維基百科資料,每天的太陽能會有百分之三左右轉成風能,如何有效利用風能是各國努力的目標,我們決定效仿風力發電,期望能喚起世人對綠色能源的關注。本項研究是利用「磁電感應」的原理,研究如何利用風力帶動風車葉片旋轉,產生足夠感應電流,讓LED燈泡發亮。

變形方塊~最少刀切割五、八方塊重組為正方形的探討

由【希臘十字】的挑戰為起點,我們試著探討多方塊用最少刀切割再重組拼成正方形的可能性。研究過程中,我們發現邊長長度是一個重要的因素,在五方塊中找√5的邊長,八方塊中找√8的邊長是解題關鍵,垂直切割後能產生直角是另一個關鍵。研究結果顯示12種五方塊圖形中,切割重組成正方形的最少刀數是二刀(五種圖形)及三刀(七種圖形)、369種八方塊圖形中,切割重組成正方形的最少刀數是一刀(4種圖形)、二刀(215種圖形)、三刀(149種圖形)及四刀(1種圖形)。將五、八方塊切割組合的方法,運用到十方塊的切割組合是可能的。目前我們依方塊數及圖形的不同,分為等長型、固定型、不定型等應用類型,而更完整的應用持續在研究中。

我們的房客--壁虎生態之研究

有天晚上,我看到電視上播映武俠劇:那些有武功的人會飛簷走壁;轉眼瞧到牆上的壁虎也會爬壁,而且功夫更厲害。我知道:電視劇裏會爬壁的人,都靠著特殊的攝影技巧變化,而不完全是真實的爬壁功夫。而壁虎為什麼這慶容易的在壁上生活呢?於是我對這種奇妙的動物產生了興趣,展開了壁虎生態研究。

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。

行道樹的護身符--揭開樹幹基部漆白石灰的秘密

記得,上回春假到南部去,一路上風和日麗,車子在省公路上奔馳,路旁的景物都一被拋在身後,忽然我發現,路旁的樹呈現白色,仔細一看原來是行道樹的樹底部份,都漆了白色,後來到了外婆家,正好芒果收成,在芒菜園中,我發現芒果樹的樹基部份,也漆成了白色,當時舅舅告訴我,那是石灰水,而不是油漆,但是我還是有很多疑問,所以回到學校,我就請教老師,於是我們使開始實驗研究。

簡易自動送氣機

水溝的水面ㄅㄨㄌㄨ……出了氣泡,我好奇的再試了幾次,也同樣有氣泡冒出水面,我高興地跑去請教老師解答我的問題,老師說:「你能隨時注意觀察我們周圍所發生的每一件事,是很好的現象,現在我們就來實驗,研究解答你的問題,並且能利用平時所收集的各種廢物 …… 來創造我們理想的器物,就更好了」,於是我們五個同組的同學就在老師的指導下開始研究沒有電也能送氣給魚見的「簡易送氣機」。