全國中小學科展

依全國中小學科展屆次查詢

依相關評語查詢

最佳創意獎

危機自陷—臺灣高鐵差異沉陷的新測量方法

由於雲林地區超抽地下水引發地層下陷,導致高鐵橋墩與橋墩之間的差異沉陷日趨惡化。我們發現用Quake Catcher Network Live[1]軟體,可以將筆記型電腦中的加速度感測器所測量到的加速度值記錄下來。我們以直接搭乘高鐵的方式,利用商用筆記型電腦,記錄列車行進中的加速度值,並藉由加速度、速度、距離、時間之間的關係與定義,得到台灣高鐵橋墩差異沉陷的沉陷值,接著再以雲林縣已知的沉陷地區來驗證方法的可行性。結果發現,運用加速度感測器,來測量高鐵橋墩之間的差異沉陷是可行的。此外我們也將此方法應用於高鐵全程沿線的差異沉陷測量。總結研究結果,這個方法有利於迅速地測量高鐵橋墩的差異沉陷,不僅可以減少人力與資源,並可即時預警、減少政府的開支。相對於費時費工的傳統監測方法,新測量方法不只能夠測量橋墩的差異沉陷,同時也能反映出乘車者的感受。

泡泡的世界

本實驗藉由製作泡泡氣壓計裝置來測量泡泡的表面張力,並透過最大泡壓法與簡易測量法等其他方式來檢視泡泡氣壓計的功能。並且利用泡泡氣壓計探討溶液濃度對泡泡表面張力的影響,並比較甘油與糖水對泡泡表面張力影響的差異。研究結果發現本實驗裝置對於泡泡表面張力的測試接近其他兩種方式所測得的數據,因此是為一種測量泡泡表面張力的方法。加入甘油與糖水後,均可使泡泡表面張力變大,並且延續泡泡的生命期。

燈「糖」入視─糖性質的測定

為了讓添加了糖的飲料喝起來更健康,我們藉由實驗更深入的了解糖的糖度、糖的熱量,也了解到甜度是一種感覺,真正與熱量有關的是糖的濃度。我們藉由討論糖度計的原理,嘗試自製了「簡易折光式糖度計」和「旋光儀」,用來檢測糖的濃度,並以燃燒糖的方式,研究糖的熱量釋放,最後比較含糖飲料的糖濃度與熱量的關係。經由實驗發現以自製的簡易折光式糖度計測量可發現糖濃度越高時,光的折射角度越小,而糖的旋光性效果也會與糖濃度有關,飲料中糖的濃度高時通常熱量會高。

好「繩」省水自動澆花器

好「繩」省水自動澆花器,是一個全新的澆花器設計,與傳統的人工澆水、自動噴水及滴灌系統完全不同,沒有人工及噴水澆花,水資源到處溢流的浪費,更不會有滴灌式滴水孔經常堵塞,無法出水的問題。 本澆花器架構簡單,只需回收的兩個寶特瓶及吸管,再加棉繩,即可完成,操作方法容易。它利用大氣壓力、毛細現象及重力原理,由棉繩緩慢吸水到土裡。省水、節能、自動供水是澆花器的三大優點。經過測試,它比傳統的澆水方式約節省78%的水。此外,不需要電,利用盛水容器水位的高低及棉繩數量、種類、水沿著棉繩爬升的高度,就能精準調整控制出水量,有效提供植物生長所需用水。它適用範圍大,不管室內還是室外,大部分盆栽都可搭配使用。

水滴在高溫鋸齒狀金屬表面上的爬坡現象

根據我們的研究,發現水滴可以在鋸齒狀金屬表面上移動,而且會向上爬升,爬坡角度 最大為20 度角。我們拍攝很多水滴的爬坡現象,我們觀察到水滴向高處移動的運動方式,發 現水滴的前端會向上、向前凸起,並且會伸長而後縮短,表示有一個力量造成這樣的情形。 我們知道水滴與高溫金屬面之間會存在一層蒸氣層,我們認為這層蒸氣層是造成水滴向上爬 升的主要原因。我們可藉由改變「鋸齒斜面長」與「鋸齒高」的比值,來控制水滴的移動方 向,鋸齒斜面長所面對的方向,即為水滴的移動方向,可見鋸齒狀金屬面的形狀,是讓水滴 向上爬升的另一個原因。我們也發現,水滴的爬升速率會受到鋸齒大小、鋸齒斜面長與鋸齒 高的夾角、液滴大小與液滴的表面張力所影響。

互動式魔術方塊教學軟體

當我們在學魔術方塊時,我們買了書,還到網路搜尋一些相關的教學資料,我們發現都只是圖形、公式和方法的解說,這些內容既多且雜,大家的疑問:「我手上的魔術方塊現在要套用哪個公式呢?」,非常不容易學會,因此,我們想做一個『互動式魔術方塊教學軟體』。我們使用Visual Basic 2008 Expressed + DirectX 9.0,魔術方塊的3D 畫面使用Direct3D,音效使用DirectSound,此軟體的兩個創新想法為:(1)增加互動性:使用者可設定電腦上的魔術方塊與自己手上的一模一樣,執行程式後你只要跟著電腦轉和聽語音解說,就可學會。(2)圖形與公式的簡化:圖形:網路上有約27 種,我們只有用『1 種』簡單又好記的方法。公式:現在的做法有10 幾種,我們只用『5 種』方便又好用的做法。下圖為軟體的操作畫面,從使用者的意見反應得知,這是第一次有這種教學軟體,此種互動式實況教學也真的有助學習。

「紋」虎色變-虎皮蛋糕紋路形成之探討

本研究針對虎皮蛋糕的製程與配方進行一系列探討,實驗結果顯示,烘烤溫度宜設定在210?230℃;攪拌時間宜採用3?6分鐘;滯留時間宜在10分鐘以內,時間愈短愈好;蛋黃含量宜在80?120%;採用糖粉、細砂、二砂對蛋糕表面的紋路影響並不明顯;各種穀粉皆可形成紋路,其中玉米粉、在來米粉之紋路較長。統整各實驗結果,發現糊漿黏度對於虎皮蛋糕紋路長短與粗細影響甚大,若糊漿的黏度愈低,則蛋糕的紋路愈長。實驗結果亦顯示,糊漿泡沫內的澱粉粒愈多,糊漿黏度愈高,烘烤時高溫使糊漿表面凝固結皮,並改變了糊漿的表面張力,導致其表面扭動與內縮變形,進而形成凹凸的紋路,同時高溫也促使蛋糕形成金黃色的虎皮紋路。

撲克牌中的數學---猜數字遊戲的研究推廣

一、首先,由撲克牌的猜數字遊戲著手。撲克牌中有十三個號碼,並假設號碼不重複出現。在研究過程中,我們列出從撲克牌中找出2、3、4、6 張牌的最少次數及方法。二、利用第四冊數學課本所教的排列組合,及我們的轉位法、分組法、二分法,推廣到從N個數字中找出M 個數字排列數的最少次數及方法。

大風怎麼吹﹖-颱風旋轉方向之研究與模擬

在五年級下學期的自然科第六單元中有提到〝台灣的天氣〞,剛好去年暑假時,有幾個颱風侵襲臺灣,瑜芬發現在颱風來時,彰化地區大部分都先吹偏北風,颱風經過後卻吹偏南風。因此我們從颱風的形成原因和一些日常生活中會遇到的旋轉現象去探討。我們發現:一、颱風屬於熱帶暖溼氣流(低氣壓),在低氣壓形成實驗、低氣壓流動方式實驗、低氣壓上升的流動方式實驗等三個實驗中發現暖氣流皆是上升氣流,其中水蒸氣、熱水、煙都是向上旋轉上升,方向都是逆時針方向,與颱風的旋轉方式相同。可見是受同一種力的影響,這就是科氏力。二、低氣壓形成實驗的紙蛇實驗、水流漩渦旋轉方向實驗與磁針旋轉方向實驗中紙蛇、磁針與水流漩渦都有順時針與逆時針兩種方向,與颱風固定逆時針方向的旋轉方式不同,故颱風與紙蛇、地磁和水流漩渦的影響力是不同的原理。三、風遇到阻礙物後風向變混亂,但風力變小。當颱風由太平洋往大陸移動時,會受到中央山脈的阻饒,因此會減小風力及干擾風向,因此台灣西部地區受颱風影響較小。四、對照去年的幾個颱風的衛星雲圖與同學紀錄的風向變化,由實際雲層變化和風向的變化對照,發現颱風都是逆時針轉的。因此颱風來時大都先吹偏北風;颱風離開時,大都會吹南風。五、利用颱風逆時針轉的原理製作颱風模擬器,以此模擬器作侵台之模擬,更可發現颱風來時吹北風的情形。經由以上幾個有關颱風的實驗和模擬,我們更了解颱風逆時針轉的現象以及颱風來時大部分都吹北風的原因了。

「『蟻』知半解」-螞蟻喜好、驅蟻方法及螞蟻智商研究

這次科展研究的主題是「螞蟻」。首先,我們調查了校園中螞蟻的生態及習性,並繪製「自製圖鑑」和「螞蟻族群的分佈地圖」。之後再針對「螞蟻的喜愛食物」、「如何驅趕螞蟻」及「螞蟻的智商」三方面進行研究。根據實驗,我們得出下列的結論:1. 螞蟻喜歡味道濃、鬆軟、沒有魚腥味的食物,例如花生、肉鬆、王子麵。2. 在不傷害螞蟻的情況下,最有效驅趕螞蟻的只有「樟腦油」,而且效力能維持七天。3. 螞蟻相當聰明,會找尋最近的路取得食物。當遇到黏膠時,會用沙子鋪出路來行走。