全國中小學科展

生活與應用科學科

過彎水噹噹-多功能單車行車燈組

本科展主要針對如何使騎單車變得更安全,以及意外發生率而作討論與研究。實體主要分成三個部份,「車頭照明警示燈」、「車尾方向閃爍燈」和手把上的「控制面板」。三部份都裝置【無線模組】,省掉在車體上雜亂的導線佈置。控制面板裝置在手把上可輕易地操作車尾方向燈和車頭照明燈,車尾燈具有【照明】、【警示】、【省電】、【白晝】四種模式以及【左右方向燈】功能,在任何模式之下都可以直接與方向燈功能立即切換,以降低轉彎意外的發生,而省電與白晝模式也同時響應了環保節能減碳概念。我們實際的裝在腳踏車上測試亮度、無線傳輸的距離、功能實用性,雖然只是個雛型,但已經具有相當完善的便利性與安全性。

涼快一「夏」

想以環保又經濟的方式解決夏天教室內太過悶熱的問題,我們採取了三種類型的方式來達到隔熱降溫的效果,分別是:一、在教室屋頂增加隔熱措施 二、在室內增加降溫措施 三、在教室外部增加隔熱降溫措施。之後,我們再由各類型的隔熱降溫措施中,選取效果佳、經濟、施行方便且符合環保概念的幾種方法,加以組合成複合式的隔熱降溫措施,以達到更佳的功效。經過多次的實驗證明:屋頂定時灑水搭配室內定時拖地以及教室外種植樹木,可達到最佳的降溫效果;屋頂種菜搭配室內定時拖地以及教室外種植樹木,可達到不錯的降溫效果而且既環保又具有產值(生產的蔬菜可食用),還可讓小朋友學會種菜並體會收成的喜悅,可說是一舉數得。

環保分離槽---「油切」~水分離模式

在吃完營養午餐後,同學清洗餐具,總會讓油膩膩的水流入水溝,對環境影響很大。因此,我希望能使用安全又有趣的方式來改善污染問題。首先觀察油、水的特性,瞭解油會浮在水面的原因,於是進行簡易分離槽的改良研究。本實驗探討在不同條件下影響油水分離的各種因素,最後製作「環保油水分離槽」,並且改進它的缺點,讓「油切」---水分離出來。改良後的「環保油水分離槽」排水速率 14.56 ml/s,油脂截留效果可達到 100 %,對降低水源污染有很大的幫助。我們也改良環保油水分離槽,製作「顏料過濾槽」和「污水過濾槽」。顏料過濾槽能讓溶液照度平均增加533.44 lux;污水過濾槽沉澱物清除率為 90.84 %,能讓大量的水再循環使用,藉以達到節約用水的目的。

Cuica~鼓嘰鼓嘰!

Cuica是巴西特有的樂器,它長得像鼓,但卻是用摩擦的方式發出奇特的聲音。研究後發現它的原理是:濕布摩擦竹籤→竹籤振動→帶動罐子底部振動→罐子就是音箱放大聲音。 為了測量的一致性,我們設計了一台機器可以自動演奏Cuica。機器包含2部分:模擬手揑摩擦器、模擬手前後推拉器,這樣才能去除不同人演奏的因素,讓實驗結果更準確。實驗結果發現,演奏時必須要有適當的緊度、摩擦力摩擦竹籤,才能讓底部振動產生聲音。另外圓筒高度、棍子長短無法明顯改變Cuica音調;但是圓筒直徑、底部材質鬆緊、手壓底部中心緊度可以明顯改變Cuica音調。 最後我們用生活物品自製Cuica,圓筒底部插一根竹籤,底部要有一點彈性可以振動不能太硬,就可以感受到巴西熱情的音樂了!

無「髮」無天—自製毛髮濕度計的可行性與影響之因素

本研究旨在探討毛髮濕度計的製作與改良,探討毛髮濕度計在生活中使用的可行性,以及影響毛髮濕度計偏轉的因素,並改良減少毛髮濕度計誤差值的方法。結果發現:經運用光槓桿原理改良的第三代毛髮濕度計,其偏轉角度約為第二代的一點七倍,且約為第一代的八倍,可大幅降低毛髮濕度計的誤差值,提升毛髮濕度計測量的精確性。本組所製作的第四代縮小版光槓桿毛髮濕度計,可使用更短的頭髮來進行實驗,增加使用的便利性。本組也發現染劑與頭髮添加物會破壞頭髮的角蛋白結構或是使水分無法順利滲入頭髮,使得偏轉角度變小。因此建議在製作毛髮濕度計時,應選用沒有使用染劑及頭髮添加物(例如:髮膠、髮臘)的頭髮,以提升毛髮濕度計的準確度。

校園醫生-為五重溪看診

五重溪是伴隨我們成長的溪流,它貫穿整個安坑地區,和我們的生活息息相關。由於社區的大量開發和經濟型態的轉變,讓原本淳樸的山林小鎮-「暗坑」,開始有了文明病,所以我們五個校園醫生開始利用每個星期三下午和星期六的時間為五重溪進行21 個觀測點的採樣工作。在資料上,我們利用網路資源,在知識上,我們參加水質檢測研習,在實務上,則利用自行設計的檢測器具,並請老師協助我們取得相關的檢測工具,期能隊五重溪的水質生態變遷,做一完整的了解。我們由觀察河道中的水和它的周遭環境開始著手,再決定要檢測水質的項目,有:水樣外觀紀錄、混濁度、含氧和含氧飽和度、酸鹼值、氨氮、電解質、BOD??等,含氧是必須在現場馬上做的,其餘的水樣我們就帶回學校當天檢測紀錄。這些檢測出來的資料可以讓我們評估五重溪的水質,和分析歸納污染的原因,再討論如何進行宣導改善。經過了五個月左右(跨了三個季節)的觀察、檢測、討論、歸納和分析,我們依據河川污染指標(RPI)的分類指標,針對每個區段河流水樣檢測數據作討論,發現五重溪溶氧量在6.5mg/l 以上、氨氮在0.5~0.99mg/l(冬季會偏高)是介於輕與中度污染之間,但是很多數據(如:BOD 在5.0~15mg/l)也告訴我們如果我們自己沒有警覺性,很快的五重溪也會被生態殺手所攻陷,所以我們也提出一些看法、建議和落實改善的執行策略,當然我們也會持續研究,作五重溪的終身義工。

神祕的大鋼球

當人們把建築物加高時,漸漸了解只靠強化房屋的結構並不足以抵抗強風的破壞。此時,阻尼器就誕生了,阻尼器能夠有效減緩房屋的搖晃幅度,可以避免強烈搖晃使房屋結構遭受破壞。我們的研究主要是探討阻尼器對大樓晃動降低的成效,並改變各種變因來得到阻尼器最有效的形式。常用的阻尼器分為三大類,分別為被動是阻尼器、自動式阻尼器及半自動式阻尼器。在我們實驗中即利用被動式阻尼器及半自動組尼器兩種來做模擬,並以自製模型大樓做測試。實驗結果發現阻尼器的確可以有效降低大樓晃動情形,且因阻尼器形式不同,而有不同程度的減震效果。半動式阻尼器比被自動式阻尼器中的風阻尼器與液態阻尼器瞬間降低大樓晃動效果來的好。而在半自動組尼器實驗設計方式與正式規格不同,而造成大樓晃動時間稍微延長。

進擊的萬獸—萬獸的終極奧義

本研究源於我們參加Power Tech科技創作競賽,萬獸之王的機械獸既要參加「接力賽」,又要進行「拔河賽」。如何兼顧二者,因此進行了研究。結果發現: 一、不同摩擦力的萬獸之王,以6cm*6cm大小的腳底板,前腳貼上防滑貼條,曲面的腳底是最佳的摩擦力組合。 二、不同腿長的萬獸之王,腿長愈長,且腿長比例相近,曲柄裝在第二孔是最穩定的設計。 三、不同連桿形式的萬獸之王,以交叉連桿設計,並將連桿加長,能使萬獸之王走得最快。 四、在最佳速度的條件下,腿長比例無明顯差異,前腳加止滑,能拉動的重量較多。 五、最佳的拉力的萬獸之王,配重分散於前端,以水平方式拉繩。 六、兼顧行走速度快與拉力大,要在驅動所在位置加上防滑設計與增加配重,會有較佳效果。

簡易版4D浮空投影

浮空投影是將想要投影的物體的影像藉由裝置反射到人的眼睛,四面的透明板可把物體完整的投射出來,產生像是憑空出現的影像,亦真亦假,如同沙漠中的海市蜃樓一般。 這種顯示方式的獨特之處,在於能跳脫一般螢幕的框架限制,是一種需要高度特殊技術與高規格投影相關設備的影像呈現方式。浮空投影獨一無二的無框感以及在觀看時的投入感,將能在觀眾面前呈現令人驚嘆不已的最佳效果。但是市售的浮空投影裝置大部分為3D裝置,而4D的浮空投影價錢驚人,且影像需經過後製才能呈現,無法達到即時播放的目的。 本實驗的研究目的希望利用簡單的家用電腦及網路攝影機將浮空投影裝置的製作過程簡化,以及材料來源的難度降低,將整個裝置的價格降低。

自製簡易可拆&攜帶式濾水器

生物賴以生存的四大要素陽光、空氣、水、養分中,水占了一席之地。水的重要性,不僅是因為它是很好的溶劑、是六大營養素之一、也可調節體溫及代謝廢物。現今國內水資源缺乏,再加上水源的污染相當嚴重,想要在戶外隨時可喝到安心的水很不容易。當備長炭(或竹炭)、麥飯石、過濾棉、明礬、奶粉分裝瓶、蓮蓬頭延長接頭組等這些常見、易取得的濾材及零件組合起來,會有什麼樣的火花產生?只要稍加經過分析及巧思的安排、結構的組合,便可成為一般大眾廣為推行的DIY過濾裝置,既經濟又實惠!在面對水資源缺乏及水源汙染的情形下,民眾可將此裝置隨身攜帶,也可依實際狀況再加以使用。