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第18屆--民國67年

颱風與水的漩渦

去年七月二十五日“賽浴瑪”颱風在高雄登陸,一星期後“薇拉”颱風在基隆登陸,使木省南北兩區,遭到了慘重的災害。據報導,“賽洛瑪” 颱風中心,挾雷霆萬鈞之勢通過高雄時,風力最大 16 級( 10 級就能把樹連根拔起),吹襲兩小時,使當地面目全非;塌屋兩萬,沉船 18 艘,高壓輸電鐵塔倒塌 60 多座,電桿折斜七千多支,並吹毀數頁公噸重的貨櫃吊桿起重機等。當時的狀況是:八時三十分前未能感覺颱風的來襲,至八時五十分左右沿海地區,忽然被籠罩在狂颱下,九時止,市區的大樓鷹架幾乎同時被吹掉,呼嘯之聲不絕於耳,九時三分市郊的輸電鐵塔的使後繼倒塌,九時二十分,風力稍息,十五分鐘後,再度肆虐,而捲入狂風暴雨,使天地失色,人車斷絕,把百萬市民帶進白天無水,夜晚無燈之世界。嘉義地區也遭了洪水的災害。台潤每年幾乎都遭颱風的襲擊,而我們對她的知識不多,尤其是威力最大的中心附近旋渦等等。

太陽中天的角度與氣溫變化有關係嗎?

我們的哥哥姊姊們從民國六十四年三月開始做氣象的觀測,由他(她)們所個下來的責料可以看出本地(屏東市)的氣象,尤其氣溫好像都有規律的變化,這些變化究竟是什麼原因呢?老師雖然告訴過我們,這可能和日照時間有直接關係,但是這是唯一的原因嗎?是不是以太陽照射的角度也有關呢?我們很懷疑於是引起我們探討、研究的與趣,沒有想到,在研究過程中我們還發現了一個更有趣、更有意義的問題。

那一個變因影響流動的速度

上勞作課時,老師要全班同學收集各種空罐子。有奶粉罐子、陣酒總子、蘆筍汁罐子、味全花瓜罐子、奶油罐子... 等。下課時,忽然滑梯那邊傳來「加油!加油!」之聲。原來他們把空罐子從滑梯上滾下來,比比看哪一個罐子滾得最快。每個人都認為自己的罐子滾的最快,爭吵不休,只有請老師來栽判。

生鏽的金屬

有一天,我把收藏在箱子裏的玩具手槍拿出來,想和同學玩,卻發現它的板機被卡住了不能用。仔細一看,槍的內部有許多暗紅色斑點非常難看。於是我連忙找爸爸替我解決困難,可是爸爸只說:「再買一枝給你吧!」但是我反覆推想:難道鐵才會生鏽嗎?在那一種情況下比較容易生鏽呢?為了了解心中的疑問,我就去講教老師。在老師的指導下和幾個同學實地做了一些實驗。

蠶豆萌發時能量轉變之探討

當我們學到國中生物課本上冊第四章“營養”時,首先,我們了解食物中含有養分,養分可供給能量,而生物都需要能做來維持生命現象,生長是生命現象之一,那麼生長也需要能量嗎?然後在第四節中。又捉到蠶豆種子萌芽時,養分來自子葉,幼苗生長所需要的養分,是由子葉中儲存的澱粉轉變成糖供給的,於是蠶豆萌芽時,子葉的重要漸漸減輕,而幼苗的重量卻漸漸增加,但,是否真的像課本中某國中所做的結果“子葉所減輕的取量相當於幼苗增加的重量”?(見課本P. 32 圖 4 ~7 幼苗和子葉重量之增減)。於是我們就向老師提出刊些問題:1.蠶豆種子萌芽時是否要消耗能量?2.所消耗的能量是否由儲存在子葉中之養分轉變後供給?3.由上述兩個間題,我們可提出“子葉所減輕的重量是否應比幼苗增加的重量為多? "

應用電流探討比熱

上學期化學第十四章講到法拉第電解定律時,應用電池供給電流促使正負離子的流動,從析出的物質中,求得每個離子所帶之電量,這是由電的效應轉變成化學效應。而在電池內部。則由陰極與陽極之化學反應,而構成了電流效應,使我們知道了電能可以轉變成化學能,化學能亦可以轉變成電能。然而物理第十一章中亦講到能量不滅定理,且不同形式的能量,可以互換;第十二章即利用能量不滅測定比熱,但此為同一形式能量之互換(冷熱混合法),而且實驗時誤差頗大,操作不太方便,亦不能作一般廣泛之物質比熱測定,因此我們幾個同學在好奇心的驅使下,試圖尋求另一種不同形式能量混合來測出比熱,經過老師的指導,著手於電流實驗。由電熱線所發出的功率測出各種物質之比熱,經三個多月來的實驗及互相研究,已經測出了一般物質之比熱。我們覺得這種方法甚為方便,可以提供以後國中物理教材之研究及不同能量形式互換的明證,操作簡單,現象明顯,並能與日常生活的電器用品相驗證,使理論與實際互為輝映。

揭開蚊腳的秘密

我們常常看到蚊子停在物上或人膚的時候,總有兩根長腳翹在背後,這是好玩的呢?或者是有其特用之處,真令人有莫解其所以然之感。又每當蚊子螫叮人膚時,我人舉手打擊之際,為恐被蚊子發現,往往從其背後出擊,可是蚊子常逃之夭夭而打不著,這種逃躲的情況,更令人難於洞知其內蘊。囚此,我們為求甚解上述疑難,就從今年秋末開始做觀察試驗研究工作,研究以前特把疑難歸納成下列兩項,當作觀察研究的鵠的。(1) 翹上的蚊腳是那一對?其對蚊子是否有特殊利益?功用何在?(2)打螫蚊的方法是從蚊前打下好抑或從背後打下好?

根的同次冪之和與係數之關係

在一元n 次方程式中,其根與係數在在一種密切的關係。例如:若一元三次方程式 x3+px2+qx+r =0之三根αβγ則α+β+γ=-p αβ+βγ+γα=q αβγ=-r這些都是根與係數的基本關係式。由於對稱式基本定理「每一個對稱式皆可表為耀本對稱式之多項式」(證明請參閱高中數學實驗教材 自然組第六冊第 96 項)所以我們可以將根之任何對稱式表成其係數之關係。

九連環的新數理探討

於偶然機會得一九連環,自此深感興趣,經常操練,慢慢學會其傳統解法,對於有關它的資料亦十分關心,後又自“科學月刊”第五卷第三期中有一專題指出,具解法所須操作次數與“二進位 ”有關,且指出解出 N 個環需操作 2 n-l 次,依序操作卻發現實際情形與公式不符,如解出九連環只須 341 次而非 2 9-1=511 次,於是引起想找出它與二進位制的確切關係及正確公式的興趣。

公寓公共用電自動配電控制

一般公寓其公共用電,例如樓梯電燈、電門,抽水馬達,甚至空調冷氣、電梯等公共設施之用電費用,皆裝有一公共用電表計算其費用,再由專人或者某一住戶負責向電力公司繳納費用,而後再依此費用平均分配各個住戶,此種手續電力公司和住戶均感不便,且平均費用計算易起紛爭,此種公寓公共用電自動記錄配電器,即針對這些缺點而解決上述之困擾,立即將公共設施之用電,由自動記錄器上以平均的費用或度數分別計入各個住戶之自己電表中,如此公共用電之電力便平均地由各個住戶家中透過其電表分別送至公用設施用電上。例如公寓中有六戶公共用電10度,第一次用電量取 A 家(所謂 A 家即電力公司之電力,已經由 A 家電表計數其用電費用,立即 A 家除了其家中自已用電外,同時須輪次送電至公共設施用電上)。第二次10度之公共用電量,便由自動記錄分配器上輪換至 B家,依此類推,以此六戶輪次供應公共用電。如此不但電力公司可免去收公共用電之費用,住戶也不必為收公共用電賣受困擾或均攤費用了,此種均攤用電量,經山自動配電計入各自家的用電費用。