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椰椰您回來了!-椰子的多元探索及其日常生活中創意應用之研究

一顆椰子,我們通常只想到椰肉和椰子水可以食用。至於椰皮和椰殼這兩個部份,許多人都習慣性丟棄它們。其實,它們可以變身成許多實用的東西喔!在這此研究中,我們嘗試將椰皮和椰殼分別製成了筆芯、炭,以及其他具實用性的東西,至於可食用的椰肉,以燜烤的方式提煉出椰油。本研究除了有上述的具體成果之外,我們還進行了一系列的實驗來研究椰子,如:利用水的冷脹此特性來撐破堅硬的椰殼、利用牛頓第一運動定律及壓力原理,以牛奶糖及其他物質來穿破椰皮、以椰皮內的強鹼水份來驅除蠅蟲…等等。在從事椰子研究的過程中,我們不僅對椰子的一切有深入的瞭解之外,也學到了一些從事科學實驗的知識技能,像是:網路資料的搜尋、資料的歸納統整、使用Excel 製作圖表....等,獲益很多。

節能大作戰-環保可攜式風力發電機的製作與研究

風力發電的原理是利用風力吹動風車的葉片,將風力轉換為快速的動能,產生的動力可以轉動旋轉式發電機發電。首先,我依據風速與發電電壓的關係數據,製作一個簡易的風速計,作為各項實驗,測量風速的工具。接著研究,在相同的風速下,風車葉片的面積、旋轉半徑對轉速的影響,進而發現,對小發電機而言,風車葉片的面積、旋轉半徑越大,不見得轉得快。 接著再分別加裝齒輪裝置、更換較大的發電機、及合乎流體力學的風扇葉片,進行各項實驗,確實能逐步提升風力發電裝置的發電量。最後,蒐集生活中的回收材料,製作一台環保可攜式風力發電機。連接上二顆 3號鎳氫充電電池,進行充電,就可以將電能儲存起來。

男人夢想的小老婆~探討水火箭車發射動力之研究

本研究利用回收寶特瓶、廢棄CD及重複使用的鐵條設計好玩的水火箭車,藉由高壓氣體將水推出瓶外,形成水火箭車行駛的的動力,從實驗中找出空氣與水的比例、打氣壓力、輪胎寬度、大小與胎紋(摩擦力)……等對車子行駛的影響,探究能讓車子行駛最平穩、快速的最佳條件。研究結果發現:水量在350cc、空氣壓力120psi,水火箭車具有較大的動能;輪胎CD片數愈多、輪胎直徑愈大及止滑膠帶材質(摩擦力愈大),皆會影響車子行駛的路徑及穩定性。 為了符合水火箭車創意設計競賽,從最佳行駛條件中去設計多款節能環保的創意水火箭車,經過不斷創作與改良,終於創作出一款符合競賽規則、節能環保的水動力概念車,也激發了另一個研究靈感,是這次科展最大的收穫。

螞蟻的生態研究

有一天我們到明志工專去玩,在山坡上看到一群螞蟻正忙忙祿祿地搬運食物,而且樹蔭下比陽光下的隻數還要多。遠有一次陪老師到泰山鄉大科村去家庭訪問,途中在隱密的樹技上發現許多黑褐色的東西,我們請教老師,老師告訴我們:「那是樹蟻的窩,因為築在樹枝上,可避免淹水,而且具有防水的功用。」另外有一次,老師帶我們到林口鄉竹林寺烤肉,大家正在挖土築竈的時候,突然有位同學大叫:「大家快來看呀!有好多的螞蟻啊!」大家一起國過去,老師說:「這是地蟻的窩,因為地底下比較隱密,們感到非常好奇:為什麼螞蟻不在光亮所以把窩築在地下。」我的地方築窩,而要在隱蔽的地方呢?又為什慶螞蟻生態的問題:一連串的為什麼使我們聯想到許多有關螞蟻生態的問題:(一)媽蟻一定不喜歡亮的環境嗎?(二)媽蟻在不同強度的燈光下又會怎樣?(三)螞蟻喜歡冷或熱的環境呢?(四)媽蟻喜歡乾燥或濕潤的環境呢?向螞蟻喜歡吃那些食物呢?為了找尋這項答案,我們參考了許多書籍,並請教老師,老師指導我們飼養螞蟻,以便對螞蟻的一般習性作仔細的觀察,於是我們做了以下的實驗設計。

移動水杯,水不會溢出來

本研究主要是要找出端拿容器時,如何使其中的液體不易溢出的方法。在實驗中發現,液體會容易溢出來是因為表面震盪,產生和容器的共振波動,使液體溢出,並探討放置不同的物品於容器中,或利用不同的端提方式,來改善液體溢出的現象,發現在液體中放置浮物可以稍微改善水溢出的情況,而利用繩子提盤來端水,則水一點也不會溢出,甚至應用到提水桶也不易溢出。

「威」力?「浮」力?「球」球,你告訴我!

本研究主要探討為何『威浮球』能輕鬆投出變化球。我們實際買了兩顆來試投,發現怎麼投都沒有網路影片上面誇大的變化。因此自製彈力發射器、輪轉發球機與乒乓威浮球來進行實驗與測試,瞭解對流孔擺放方向與球行進路線有何關聯?結果發現對流孔的大小、數量、位置、對流孔發射位置與球的表面光滑程度,都會影響球的行進方向。並發現手投威浮球會偏轉主要是兩個原因:第一是球旋轉時上下左右風速不同,導致壓力不同而造成威浮球上浮、下墜、右旋與左旋。第二是風通過對流孔時產生擾動,使沒有對流孔的內面受到風力而產生偏轉。並製作風洞觀察風在威浮球內的影響。結果發現風會使原本平整的小保麗龍球產生傾斜,證明風有對威浮產生力的作用,而使其偏轉。

揭開水袋驅蠅的秘密

過去曾經用水袋來驅蠅,我們想知道水袋為什麼可以驅蠅?首先我們研究如何捕蠅,根據蒼蠅愛腥味及向光性的特性,利用寶特瓶製作捕蠅器,最後研發拋棄式的四層寶特瓶,不但很有效的捕捉蒼蠅,拿進室內也不會太臭。選擇一些看起來跟水袋有放大、晃光、刺眼的物體,選擇以不發亮的沙袋作為對照組。實驗發現,這些東西如果不晃動,驅蠅的效果就不明顯,如果晃動就比較有驅蠅的效果,但是到底是晃動產生的晃光,還是因為物體的晃動才把蒼蠅趕跑的呢?由實驗發現沙袋在晃動時並沒有與實驗組同時減少的情形來看,我們推論晃光應該是蒼蠅怕水袋的原因。為了確認晃光能驅蠅,我們來到戶外,利用鏡子反射太陽光所產生的晃光來驅蠅,發現驅蠅效果是百分之百。根據研究結果,我們研發了鏡面風車,它不但本身的晃光驚人,它反射在平面鋁箔紙的晃光幾乎和手晃鏡子的效果是一模一樣的。

就「油」自取—風動式海面浮油自動汲取器之製作與探討

本文旨在探討:利用簡單創意,自行研發一款免耗能、免耗材、低成本海面除油裝置的可行性。研發流程劃分為三個研究階段。在階段一的實驗中,我們探究了各式浮具的適用性,發現:配置得當的浮球(板)能提供汲油器相當優異的浮性、穩定性和荷重性。在階段二的實驗中,我們以改變泵浦導管相關變因的方法,探討簡易離心泵浦的基本特性和能力限制,並進一步確認其應用在本裝置的可行性。最後的研究階段中,我們整合了以上的研究成果,成功的研發出一款海面除油裝置-「布袋蓮號」模型。此款風動能汲油器模型經歷波浪、浮油、黏稠環境等模擬試驗,證實在12m/s風速下,可於常浪、中黏稠度浮油環境中執行除油任務。

鮮花怒放-花朵染色DIY

本研究是以自然與生活科技領域中有關「植物的身體」和「植物根、莖、葉的功能」的單元為基礎,利用植物體內水向上輸送原理,找出鮮花保鮮條件、DIY染出漂亮的花朵及自製美麗的裝飾品。我們利用電腦、攝影機、白玫瑰、家裡常用的醣類、染劑、殺菌劑及校園常見的植物等材料設備,找出切花的最佳保鮮條件,並以自製的染色花搭配校園植物,製作花束及裝飾品,以達到經濟實惠及物盡其用的功效。

一個數學模式的探討

數學,是一門有趣的學科,我們實在很想做些數學題目,可是常常不知要做什麼,也不知該如何去做,老師了解我們的困難,也知道我們對數學有興趣,所以常講一些有趣的數學故事給我們聽,或找一些有趣的數學題目讓我們想想做做。最近,老師又出了一道數學題目讓我們當遊戲玩,按照它的規則玩下去,越玩越覺得有趣,幾個人還把玩出來的結果互相拿來比對,再請老師指導。經過長期的推算整理,加上老師的指導,就滙成了這一份成果。這遊戲的作法是這樣:「任何大於零的整數,如果是偶數,就把它除以 2 ,如果是奇數就乘以 3 再加 l ,然後把所乘的結果,繼續用以上的方法做運算,最後一定會達到 l 。」老師說,這個數學遊戲,裏面包含一個數學難題,是由原籍波蘭的著名美國數學家烏則教授( Stanislaw Ulam )提出的,這題目讓小學生來試做都會明白,可是到現在數學家們還不明白為什麼會有這樣的結果,找不到一個理論上的證明。雖然,老師知道我們的數學知識不多,目的不在期望由我們來做出好的解釋,但是,因為得到老師的鼓勵,我們也就敢來對大數學家的猜想作檢驗了。如此,我們就興致勃勃地往下做了。