全國中小學科展

最佳創意獎

神奇氣囊-全方位救生氧氣供應系統

氧氣是生命必需的元素,許多公共設施、住宅、交通工具,均提供防護的氧氣器材。最常用者為加壓小型鋼瓶,然而高溫會爆炸起火,無法廣泛應用於各種救災。有鑑於此,我們研發出造型輕巧便於攜帶,能產生適量氧氣的裝置「神奇氣囊神奇氣囊神奇氣囊神奇氣囊」,並可安全存放,不會有高溫爆炸的危險,可廣泛應用於各種災害的救難,如溺水、火災、高山、地震。本研究系統分為兩大項:一、溺水偵測系統溺水偵測系統溺水偵測系統溺水偵測系統結構輕巧佩帶在人身,運用水的電解導電反應,「臉部浸在水中臉部浸在水中臉部浸在水中臉部浸在水中」過久,系統自動啟動安全氣囊,同時發出警示燈號求救。二、安全氣囊安全氣囊安全氣囊安全氣囊造型輕薄不會妨害運動,按下按鈕立即自動提供氧氣,達到救難目標。本系統還適用其他類型的救難使用,期盼本研究能保障人們的生命安全。

煙霧”迷曼”-探討煙火施放時如何減少煙霧生成

在此實驗中,我們從網路上查到自製煙霧彈的製造方式,引起我們想要了解對於施放煙火也會煙霧這個問題產生興趣,因此我們由自製煙霧彈出發,想要找出煙霧彈中,哪些物質對於煙霧的產生是有影響的。我們在此實驗中,製造了成分不同的煙霧彈,然後施放測試。結果發現煙霧彈中,硝酸鉀與蔗糖的含量對於煙霧的生成是有正面的影響,但是小蘇打粉卻會減少煙霧的生成。

好球或壞球…棒球飛行軌跡的分析

因對於棒球變化球的好奇,而展開研究之旅,首先我訪談兄弟隊投手教練劉義傳,了解如何投出變化球,接著我利用玩具車的輪胎及四輪車的馬達,製成掌上型發球具,以模擬投手投出各式變化球。利用風速可達30m/s的鼓風扇作成風洞,將棒球裝在強力馬達軸承上,也請鄰居鐵工廠,幫我做一個重達7kg的槓桿,已成在強力馬達及其上高速旋轉的棒球,利用風洞及槓桿,我歸納出偏向力的數學關係式,而本研究最終目的,也是我的夢想,在電腦Excel中,設計一個控制箱,在控制箱中輸入球速、投球角度、旋轉速度、旋轉方向,在電腦螢幕中可立即呈現出棒球飛行軌跡,再輸入投球高度、打擊者身高,電腦可立即判斷是好球或壞球。

解一元二次方程式的工具

利用數學課本第五冊第一章相似三角形的基本概念, 探討出一元二次方程式的另類解滕, 並經過金幬加工製作成模型, 成為解一元二次方程式的工具。

天然 ㄟ尚好—瓜類蔬菜之抑菌研究

本實驗利用五種瓜類蔬菜,分別為南瓜、苦瓜、絲瓜、冬瓜及小黃瓜等為試驗材料,將所取得之萃取液以濾紙圓片擴散法(disk diffusion technique)進行抑菌試驗,其試驗菌株以3株細菌為對象。初步試驗結果顯示南瓜具最佳抑菌活性,次為苦瓜、絲瓜、小黃瓜、冬瓜。進一步探討不同溫度、pH值對其抑菌活性之影響。結果顯示,五種瓜類萃取液經121℃,20分鐘加熱處理並不會破壞其抑菌成份;萃取液則因pH值不同而改變抑菌活性,各組實驗皆在pH值較低情形下得到較好抑菌活性。由初步試驗中得到南瓜萃取液具有最佳抑菌活性,因此進一步進行食物模式研究,添加不同濃度之南瓜類萃取液於4℃市售柳橙汁、鮮乳、奶茶及豆干中儲存5天,其生菌數皆低於控制組。

球體綠建築

目標,是蓋棟個人的環保雅房。 環保這名詞並不陌生,我們想做出一棟綠建築,一棟能搭上太陽能板的環保建築,為了能讓太陽能板在太陽不同位置的照射下發揮最大的效用,因此我們開始考慮到房子形狀結構,後來我們想到了〝 球體 〞綠建築。 我們發現幾何學的阿基米得多面體中的巴克球,其頂點結構是最接近球體足球的,而足球是個眾所皆知的球類運動,在你足下的球看似平凡,但也可以是棟房子!現在我們就要用足球的結構,也就是巴克球中的正32面體 ,由12個五邊形與20個六邊形所組成的結構 , 蓋出球體型建築。

轉葉型垂直軸風車原型機之研究

近年來,能源需求日益增加,使全球氣溫上升及環境污染影響的問題越趨嚴重,再生能\r 源的開發,利用,是全世界共同努力追求的目標。其中太陽光能及風力發電最具成效,也是\r 成長最快的乾淨替代能源。\r 目前的風力發電轉換效率不佳,就國內而言,其發電成本仍遠高於與火力發電及核能發\r 電,我們針對垂直軸風車,改善其功率因素。觀察蜜蜂拍動翅膀的動作,研究出可自動翻轉\r 葉片的風車,使葉片迎風面能自動和風向垂直增加受力,逆風面與風向平行以降低風阻,並\r 研究出第一型與第二型,跟傳統水平軸三葉片做比對,並自製簡易風洞,測量其輸出功率,\r 期望能提高風能的轉換效率,對於能源、溫室效應及環境污染等問題能有所幫助。

光影逐日-地球公轉現象的探討

同一種現象,甚至相同的測量工具,從不同的角度切入或是用更細膩的方式去觀察,往往可以得出完全不同的結果。例如觀察單擺,除了來回擺動之外,如果觀測的時間超過一小時以上,就可以看到單擺的擺動面會有明顯的轉動,從而證明了地球的自轉。而我們的圭表測量也如同這樣的情況。我們實驗探討發現,圭表所呈現出來的光影長度變化不只可以對應四季的不同,也可以說明地球不是等速率的在公轉,更可以由數據的比對中找出近日點與遠日點的確切日期,並進一步透過橢圓數學的模擬獲得地球繞日公轉的長短軸比值。如果有萬有引力定律來算出地球公轉的平均半徑,我們幾乎也可以描繪出地球公轉的橢圓模型了。

水塔自動定時清洗裝置

本研究是設計一個清洗水塔的自動化流程與設備,來取代需要專業人員的清洗水塔工作。這個清洗裝置有下列幾項特色:特色1:具有定時功能,讓使用者不用特地以手動操作來清洗,所以在忙碌的生活中,清洗裝置也能達到自動清洗功能,來保持住戶用水的品質。特色2:清洗之前,有一段水位控制時間,會將住戶用水的水位保持在低水位,以免浪費太多水源,一來環保,二來省錢。特色3:以自動清洗來替代人力清洗,除了省時、省力,也不用花太多金錢清洗水塔,就能有好品質的水。特色4:進水時進行一般灑水動作,跟進水一起同部進行,這樣可以使表壁邊的細塵被沖洗掉,而不容易形成髒污,達到維持乾淨的效果。

釣魚臺上假釣魚

同學們在自然教室的水槽裡建造了一個大型水族箱,再利用計步器,搭配浮力原理,製作一個「計數瓶」,可以掛飼料放在水族箱裡,每當魚兒咬飼料的時候,就會觸動計數器,以此了解魚覓食行為的大致情況。接著擴大範圍,先後把計數瓶放在30 條、60 條魚的魚池中40 分鐘,偵測魚咬飼料的次數,藉以找出「魚數量」與「次數」的關係,再把計數瓶放在未知魚數量的魚池中相同時間,就可估算魚的大約數量。藉由這個裝置,同學們估算出中正紀念堂魚池裡的魚數量。另外,發展出「魚密度」(Fish Density, FD),做為大面積水域中魚數量的參考值。定期偵測FD 值,可了解該水域生態正在改善中,或是在惡化中。[註]本實驗的釣魚臺是指計數瓶裡的小元件,與領土爭議無關。