全國中小學科展

物理科

進擊的波妞-蒸氣噗噗船的進化

我們因為「崖上的波妞」這部動畫電影而開始了對「蒸氣噗噗船」的研究,經過資料搜尋後,發現不用昂貴的銅管也可以製作噗噗船,於是開始了我們對「鋁片」噗噗船的一連串研究與改良。經過實驗後,我們成功改良鋁片蒸氣室的製造過程,使我們可以大量製造動力強又穩定的蒸氣室。接著我們也發現「直吸管」引擎設計比絕大部分人的「彎吸管」引擎更優良,搭配大小適中的蒸氣室以及二根細的吸管,可以做出最理想的鋁片蒸氣引擎。此外我們也自行打造了「迷你酒精燈」,提供穩定又強大的火源;最後更進一步把原本極不環保的保麗龍船體,改成資源回收物做成的「雙體船」船體,得到更穩定、阻力更小、結構更簡單的「噗噗雙體船」。

奇妙的磁力現象

我們四年級自然科用的課本是康軒版,上學期第二單元是「磁力玩具」,裡面有一個主題是說:“將一個小磁鐵放入試管中,再將一個磁鐵從試管底端靠近,試一試有什麼現象?試管內的磁鐵在什麼情況下會升高?”老師先說明完之後讓我們自己操作,結果我們都覺得很新奇,我們實際操作的情形如照片。 為了對磁鐵的特性有更進一步的認識,我們利用下課時間去找老師討論,希望可以多了解一點磁力現象。經過討論之後,我們決定用「奇妙的磁力現象」來作為這次科展的主題。

金寧地區地下水源之調查與研究

水為我們生存所必需,舉凡人畜飲用、洗滌、工業製 造、農田灌溉及魚蛤養殖是否會影響生物之生長?這 些都是我們關切的,也是我們所想了解的。每常上班 途中,看到路旁,水井林立,但都未見其充分利用。 甚至有些都荒廢不用,實在非常可惜。若有人利用也 均以灌溉為主,未能加以推廣與普及,再加上本地區 地處貧瘠,且又皆以農為主,農民收益不佳,因此造 成人口外流的現象。若能充分的利用地下水源,實行 土質改良,有計劃的來經營生產,那將使地區農民收 益提高,生活獲得改善,並促進地區繁榮,防止人口 外流進而達到「富康金門」的目標。金寧地區可以說是金門的心臟地帶,在軍事上及經濟 上也佔著極重要的地位。近年來,山於政府不斷的推 展農業,補助農民貸款,提高農民收益,使用地下水 的方法也日漸改善。我們也欣聞縣府為推行 70 年度 合作農場計州特於 69 年 11 月 8-11 日分別在各村 里召開農民座談會,且率先在占寧頭附近的沙崗地帶 經營合作農場,決定於 70 年 4 月 30日前在金寧地 區增開 14 口淺水井,由以上一連串的報導及實施, 實在令人可喜,同時也使我們覺得淺水井對本地區農 業發展是非常重要的,因此引起我們探討本地區地下 水之興趣,便擬定計劃,進行各項調查與研究。

一塊餅屑的利用

(一)同樂會時,同學們與高釆烈的吃著餅乾、糖果、瓜子等、只是倒沙士時,滿杯都是氣泡,而且氣泡不斷的溢出杯外。(二)有位同學,用餅乾沾沙士吃,嘿!怪事發生了,杯裏的氣泡很快的消失了。(三)大家覺得很奇怪,為什麼把餅乾放入盛沙士的杯子裹,氣泡就消失?為了瞭解個中原理,我們就決定深入研究其原因。

相對運動中─渦流與升阻力之研究

每見飛機翱翔於天際,便對飛機飛行產生無比之關注與興趣,為何能飛行?飛機的機翼又為何如此多種?飛行中由於飛行的角度不同,在潮濕的天空中,機翼及機尾會產生許多的渦流,在不斷地觀察中令我沈迷不已!也試著製作機翼,產生各種煙霧,探討飛機在飛行中相對運動、渦流是否會造成飛機之阻力或升力、失速或災難等。藉由一連串之實驗、設計、測試與改良,我們獲得許多寶貴之經驗及紀錄。希冀對物體運動學有所助冀,且對飛機機翼的未來發展有所助益。

液動謎宮:Marangoni flows的流道選擇及其影響分析

在牛奶中滴入清潔劑,會觸發液體間的表面張力差,形成馬拉高尼流(Marangoni flows)。本研究使用3D列印製造流道與迷宮板,於迷宮中注入一層牛奶,並在起點滴入清潔劑,使得牛奶液面上的色素走出一條可通向迷宮終點的正確路徑。藉由攝影並以軟體Tracker分析色素的流動情形,了解其背後解謎的真相。研究發現:液體種類、流道狀態、終點的面積、流道的岔路與彎道數、溫度差異,皆會對色素流動產生影響。在無解流道、簡單幾何流道、多重路徑迷宮及唯一路徑的迷宮中,色素的流道選擇產生許多有趣的樣態。我們將其概念轉化成有趣的液動導航並與Google導航進行比較分析後,引入並修正A*演算法導入Python模擬棋盤格流道導航,嘗試呈現出流體行為的計算機思維。

同步衛星在地球上的 8 字形足跡

在六上自然課 【 地球的運動 】 單元課程中,有同學發問 『 同步衝星的運動週期與地球相同,所以同步衝星會靜止在地球上空? 』 老師說: 『 同步衝星就是地球靜止衛星,這個論點可能有錯,同學應動手做實驗,以求甚解 』 ;剛好學校配合自然教學課程,安排了一次天文館之旅,段們意外發現衛星軌道的奧妙,就這樣我們展開了一連串的研究學習活動。

好玩幽浮 ─ 氣流中物體飄浮現象的探討

上美勞課,老師教我們用吸管,外纏鐵絲加以吹氣可以讓保麗龍球飄浮在空中,吹的氣愈久,在空中停留時間愈長,好玩極了。這種情形不禁也讓我們想知道球為什麼可以像幽浮一樣浮在空中,在好奇的吸引下,我們展開研究,並且創造了不同的玩法,真是高興極了。

ㄅㄧㄤˋㄅㄧㄤˋ是真功夫嗎?-----扇子發生原理與破功方法的探討

暑假隨母親參加社區屏東海洋博物館旅遊團。在科博館附近一家飯館吃午餐,午餐後被安排參觀隔壁神木功夫館(賣藥品),一開始由一位主持人,手拿扇子表演神木功夫,ㄅ一ㄤˋㄅ一ㄤˋ 虎虎生風,功夫好厲害的架式,引起我的懷疑。回來後買了一隻扇子,經實地揮扇結果才知道並不是功夫,是扇子的關係,研究它便成為我們的最愛,並決定去研究探討。

簡易加速度實驗裝置的設計

每當教授”運動定律”此一單元,總覺得速度、速率、等速度、等加速度,永遠靜止,永遠作等速運動……等抽象概念,難以令學生了解,雖作實驗學生仍不能徹底領悟。此章實驗固屬難作,實驗器材未臻理想也是一大原因。例如水鐘車測量加速度時學生就產生了下列問題。(一)滴水是否定時?(二) 滴水的快慢與水量是否有關?(三)水鏡車的機械摩擦有多少?由於學生這一系列的問題,引起我們作深入的研究,改進實驗裝置,增進教學效果。