全國中小學科展

生活與應用科學科

有趣的車子

自然課程中對於「運輸工具與能源」的探討,使我們對於車子的製作產生了極大的興趣。後來參加了中華創意發展協會所舉辦的比賽,學習動力系統的製作和電路的連接,我們決定親自製作一台四輪車,設計實驗來探討車子的機能性。在實驗中我們設計了各種不同形狀的車輪和不同性質的路面來探討車子直線前進、爬坡等機能性,並且探討動力系統和電力系統的串、並聯對於車子機能性的影響。另外我們還運用電池盒的配置來探討重心位置對於車子爬坡機能性的影響。最後,我們已不同驅動方式來探討車子轉彎的機能性。希望透過這些車子機能性的探討可以提供車子駕駛人參考。

「澆」豔欲「滴」─簡易自動澆花器

為了防止旅遊回來花枯萎,我們開始製作節能自動澆花器,市面上販賣各式澆花器,但\r 價格昂貴,一次只能澆一盆植物,很浪費能源。\r 先測出植物每日的所需水量,並用棉線、毛線等方便取得的素材來製作,線條外面包保\r 鮮膜,改變線條的數量觀察流量的差別,並對影響水流量的因素作進一步的探討\r 一連串的實驗後製作了「短效型」、「長效型」和「長效改良型」三種澆花器,「短效型」\r 需運用保鮮膜包一條毛線,他適合用於短期出遊;「長效型」運用到吸管及保鮮膜包五條毛線;\r 「長效改良型」則將吸管改為塑膠管。常忘記澆花的人們,「長效型」及「長效改良型」是很\r 適合的,三者都只要用容易取得的素材就可以做出,解決了生活上的困擾。

「陽陽」得意

因為操場地面不是水平面,我們利用以前學過的「連通管原理」的應用,設計製作一架「測試平台」,達到測試台的水平效果;又因為用黏土固定的竿子(鉛筆)是否垂直?我們想出「利用一對三角板互相靠在一起」,達到測試竿的垂直效果;自然課本裡「用拉棉線」的方式,來測量太陽高度角的方法,我們發現用力大小會影響高度角的準確度(因為竿子會歪斜),於是又想出「兩直線相交-對頂角相等的原理」的應用,不但利用廢物製作出操作簡單、準確度較高的「太陽高度角測量器」,並在校園裡設立「太陽高度角觀測站」,以利全校師生觀測分享。

高速奔馳

在自然課中學到二極電動機的組裝,認識到電與磁的交互作用會產生動能的概念,我們開始改裝軌道車的三極馬達,經由改變線圈的纏繞方式、線圈的圈數、線圈線徑的粗細、磁場的強度……並在軌道上實際路跑來印證如何使車速變快?如何加大扭力?如何增高穩定性?使原先只知道休閒玩車的我們,進而享受到改車的樂趣,使軌道車跑出高速與最佳性能。而且我們的研究很環保哦,所有的馬達心都是回收得來的,不必花一毛錢;在老師的指導以及軌道車玩家的技術切磋下,有很多理念結合在我們日常生活中,例如:了解不同的馬達適用於不同功能的電動機械上……促進改良環保電動車,使它更方便使用與普及化….. 還有好多小發現可以應用在日常生活中,使我們的思考就像我們的愛車一樣更靈活更有爆發力。

遇強則強的玉米漿

玉米漿是由玉米粉和清水泡製而成,是一種特別的流體,當玉米粉和水的比例達到3:2時,人在其上兩腳不斷輪流踩踏,玉米漿會變成像固態一樣堅硬而撐住人的重量,使人不下陷,但人若停止踩踏,玉米漿又會變成液態流體,人便會慢慢往下沉。如果玉米漿濃度未達該比例,則上述所有現象皆會消失。我們推測玉米粉的顆粒小,玉米漿流動速度慢,可能是主要原因。我們發現玉米漿能有效緩衝重物的撞擊,我們利用玉米漿「遇強則強」的特性,找出一個最佳的包裹雞蛋方式,保護易碎的雞蛋在不小心摔落地面時不會破裂。

黑珍珠的奧祕-研究糖對澱粉凝膠的影響

民以食為天,有鑑於最近食安問題嚴重,連台灣人最引以為傲、享譽國際的珍珠奶茶裡添加的粉圓都避免不了在製作過程中被添加入順丁烯二酸。順丁烯二酸因為可增加食物的Q軟度,因此有不肖商人將其摻入食品,長期食用會對腎臟造成傷害。因此,我們希望可以研究出天然健康的粉圓,對現在國人的食品安全與健康飲食盡一份心力。 本研究以粉圓做研究材料,分別歸納出影響粉圓口感的因素,然後以自製的儀器藉由科學方法以客觀的量測結果探究粉圓的Q軟度。根據實驗結果顯示,黑糖的添加對粉圓的Q軟度影響甚大,並發現當樹薯粉添加入25.71%的黑糖時,粉圓在低溫下的硬化程度更不亞於市售的珍珠粉圓;而使用黑糖水烹煮的粉圓Q彈性較佳。

尋找紙環飛行器的黃金比例

我們想透過實驗研究,尋找如何將此飛行器飛得更遠、更穩,並找出它的黃金比例後,能將此富有科學探索精神的遊戲加以推廣,讓每位兒童都有歡笑童年。根據本次研究結果,飛行器之黃金比例為:※紙環周長:大的為16cm,小紙環為10cm。※紙環寬度:5cm。※吸管的長度:20cm。※紙張材質:以200 磅的西卡紙最佳,但以一般的影印廢紙即能有不錯的效果,因此不需另外花錢購買紙張。※發射的力道:越用力效果越好。※發射的角度:以20 度為最好。本次實驗過程中遇到三個主要的瓶頸。首先是飛行器製做過程兩紙環跟吸管間無法牢固以往是用膠水跟膠帶,後來不斷試驗才克服這個問題。第二是發射器製做,以往用手發射無法克服定量問題後來嘗試用橡皮筋、彈弓都無良好效果,最後才製造出效果不錯的發射器。第三是發射角度問題,拿在手中誤差大後來改用桌面、譜架都遇到困難最後改用鐵椅才克服問題完成實驗。

固酪金湯~優酪乳製作之研究與應用

本次研究目的是想要發現及了解在製造優酪乳的過程中,其發酵情形及日常生活應用,結果發現優酪乳需要乳酸菌的發酵才能製成,並且要在中性或酸性的環境裡發酵,砂糖的量要適中,鮮奶與乳酸菌的比例也要適當,不能太少,最好用全脂鮮奶,這樣會比較香,而且發酵的溫度一定要控制在40℃左右範圍之內,這樣乳酸菌才不會因為太低溫而停止生長或是太高溫而全部死亡。最後在探討優酪乳的日常生活應用時,發現優酪乳除了食用,來吸收其營養之外,還可以給乳糖不耐症的人喝,比較不容易腹瀉,給常常胃酸過多的人當成胃藥替代品,也可以做成優酪乳皂來給小朋友們洗手,來對抗細菌及黴菌,更可以當番茄等果樹的良好液態肥料。

穩頸制砂

本報告為均勻橋墩之清水局部沖刷試驗,每項試驗皆可直接由攝影機觀察橋墩前方之沖刷坑,試驗條件為水槽寬度2m、長度9m、橋墩距離0斷面(水流起點)350cm、直徑7cm、泥沙粒徑1mm、水深15cm、底床坡度1/1000、試驗時間8小時、斷面平均流速27.5cm/s、床底質臨界啟動速度29.1cm/s、V/Vc=0.94

摩擦生熱-鄒族鑽木取火原理探究

鑽木取火是鄒族傳統技能,除了生活所需之外,在以往部落征戰的年代還具有火占的功能。在進行研究時,我們先訪問老人家,再依訪談得到的線索安排一連串的實驗,經過我們實驗之後得知,鑽木取火要能成功的因素為:找到質地堅硬的木頭做為鑽木棒及鑽木板,而木頭要採用靠近樹心的部位。接著鑽木棒前端先使用過(呈黑色),鑽木板上要挖出一個較深的洞並加入木炭,最後再用力、快速的轉動鑽木棒,這樣就可以增加鑽木取火成功的機會。