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最佳創意獎

芳賀第二定理的延伸及其形成線段數值的數字變化方式

由芳賀和夫所提出的「芳賀第二定理」做延伸,求出當DF數值為√2-1時,G點和A點將會重合。接著,求出當G點在AB上時,FA+AG、GH、HB、四邊形AGJF、△GHJ、四邊形HBCJ的一般式和AG:GH:HB的比例式;以及當G點在AD上時,GF、GA+AH、HB、△GJF、四邊形AHJG、四邊形HBCJ的一般式和AG:AH:HB的比例式。最後,利用線段的一般式求出數值後,分別以n/2、n/3、n/4、……、n/m (m和n為正整數且n<m)為一組,觀察數值中分母和分子數字的變化方式並証明。(參考圖請見圖2)

吸附金「薯」—馬鈴薯吸附重金屬

本實驗我們以馬鈴薯渣做吸附,馬鈴薯中含有澱粉、纖維素、蛋白質註1,這些成分具有可與金屬結合的活性官能基如羧基、氫氧基、胺基註2。 實驗中,我們不做化學修飾,以最簡單的方式吸附,在吸附法中,吸附的金屬種類、濃度、溫度、馬鈴薯使用的量和吸附時間,都會影響到吸附效果,所以我們以上述的條件做為實驗的變因,測量馬鈴薯渣的吸附效果,和以恆溫吸附方程式探討吸附原理。恆溫吸附法中我們以基礎化工課程內所提到的Langmuir方程式及Freundlich方程式推算出吸附原理。 在廢渣處理方面我們將廢渣放入高溫灰化爐中進行灰化後,取部分灰分在進行二次吸附以達到廢棄物再利用的目地且灰化過之灰渣不易脫附。

化整為零

在二年級時,老師曾在黑板上出了一道題目… … {A = 12□ 22□ 32□... □ 20032□ 20042□ 20052? 0 ,□ 內任意填入+ 或-,則求A的最小非負整數值為何? },但由於 2004 個□中,光是正負符號的填入方式就共有 22004 種,所以第一步我們決定先找出連續正整數之n次方值間的加減符號規律 ( n?Ν),使進行加減法運算後所得之結果為零 。藉此可縮小所應討論的範圍。 [其加減符號規律如下] n=1 時 ,11 - 21 =-1, -31 + 41= 1 ? 11 - 21 -31 + 41= 0 由上式我們發現兩數一組,兩組相消 n=2 時 ,12 - 22 -32 + 42 - 4,-52+ 62 +72- 82 - -4 ? 12 - 22 -32 + 42 -52+ 62 +72- 82 - 0 由上式我們發現四數一組,兩組相消 … 接著我們針對題目 … … {A = 12 □ 22 □ 32 □... □(T2 - 2)2 □(T2 - 1)2 □T22? 0 ,□ 內任意填入+ 或-,則求A的最小非負整數值為何? } 去探討後發現觀念甲:當T2被4 除後餘1 或2 時,A 的最小值不可能為0【參閱附件二】,於是我們分類型去探討,發現在八種情況之下,其所對應之最小A 值非1 即0? 最後,我們再進一步將原題目推廣至 … … {A = 13 □ 23 □ 33 □... □(T3 - 2)3 □(T3 - 1)3 □T33? 0 ,□ 內任意填入+ 或-,則求A的最小非負整數值為何? } 值得一提的是 ─ 事實上,我們不只可以知道其A 的最小非負整數值為何,甚至於可以找出一組其加減運算過程中□內的+、-符號的排列順序。

音樂也能滅火唷!!新世代科技滅火器

本實驗希望藉由聲波的反射、駐波、干涉等等原理特性,來發展出具備環保且安全的方式消滅火源,過程中我們利用藍芽無線技術與Arduino晶片結合應用,當收到藍芽發射訊號後,能透過Arduino發送所設計的低頻接收訊號(25Hz-50Hz)透過功率放大器,再由功率放大傳送到達單體,最後利用狹管效應(Valley effect)與揚聲器發出聲波,並產生高密度聲波,利用疏密波的密度高低,來有效的阻絕火源的擴散、和燃點的餘溫,讓此設計成功的具備有效率、低成本、零汙染的聲波滅火器。

腳踏車龍頭磁浮避震器

這項作品目的在於它是利用壓縮空氣於磁力結合,而柔軟度達到比一般彈簧避震器效果好很多,我們可以運用在課堂上所學『機件原理、電工概論與實習』科目,搭配我們汽車的專業知識去解決我們發現的問題;腳踏車龍頭磁浮避震器的效果為避震器是利用兩枚強力磁鐵相斥與逆止閥原理,內部有些許的小洞,才不會造成避震一下就彈回,能增加舒適、平穩度,有微量壓縮空氣的效果提升避震度,腳踏車在行駛中能夠增加雙重避震的功能、減震效果提升,在緊急煞車時重心變化小,並且減少手腕及肩部的負擔,騎乘上坡輕鬆、下坡平穩,可增加把手操控性,長途行駛也不易疲勞。

探討消失幻覺秀、動手列印隱形衣

本實驗主要闡明了三件事,1.如何去尋找在光學戲法上,其隱形區位置所在,並擺脫公式,從國中生就能懂得光學知識,來進行推論。2.解決仿照TheRochesterCloak不如預期的問題。3.捨棄TheRochesterCloak的作法,用我們自己的方法,打造一座隱形魚缸。 在1.這點上,當我們用平行於主軸的視線,平視透鏡時,物體若在接近焦點旁,其所成的像,會有部分落於,視野上的視覺不可見區域,以此為隱形理論基礎,透過不同透鏡組合及從視角、焦距、透視比例等方法,來達到使參考目標物所呈現的像,與原物為1:1比例且為正立,進而出現真正隱形效果。 最後,利用所有的推論和數據,我們使用自己的推算方式,來利用3D印表機,打造一台讓魚消失的隱形魚缸裝置。

紙盒也能玩Wii- 以Wii Balance Board分析紙盒受重過程

我們用VB編寫一套程式,將Wii Balance Board、攝影機整合成可以即時量測重量、重心變化及影像的測量系統(以下稱為WBMS)。此系統可精準測量紙盒受的重量,精準度高達99.85%。在增加紙盒支撐的實驗中,WBMS記錄的數位化資料分析發現:結構與邊框的交點最能有效的增加紙盒的承重,而且將結構有效的分配,所以位於邊框的V型支撐能圍出一個最大的有效支撐區,使紙盒承重增加。傳統單擺實驗在擺角為5度及40度的實驗誤差為0.41%及4.97%,以WBMS測量則誤差降為0.26%及0.18%,有效幫助實驗進行。在Y擺實驗中,WBMS具完美且精準的將Y擺的李沙育圖形分解出兩方向的單擺運動的功能,可運用在判斷及預測紙盒受壓力崩垮的原因及時機,可進一步發展有效的支撐回饋系統及雲端監測。

「堤」心吊膽----突堤效應之強弱變因與減緩之方法

臺灣,是一個四面環海的島國。對於我們,海外的貿易是十分重要的一環,於是人們便發展了許多對外的港口和捕撈海洋資源的漁港。而在這一切看似美好之時,嚴重的保育議題如雨後春筍般,不斷的浮現出來。只是人們一直忽略它,直到一發不可收拾之時才重視,時至今日,全台西部的海岸線除了經長期規畫的都有明顯的縮小幅度,尤其突堤效應更為明顯,所以我們注意到了此議題,便想藉由此次實驗,來深入研究有關此議題的問題所在與解決之道。 大致上我們從實驗知道了幾點: 一、只要在岸上有突出之海堤,突堤效應是無可避免的,我們只能減緩之。 二、突堤在不同大小、角度等等,實驗出來都是不一樣的結果。 三、消波塊在對減緩突堤效應並不是完全無效。

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。

熱情來電

在汽車能源使用上,廢熱占其能源消耗的40%以上,而所產生的大量廢熱對於CO2的排放及能源的損耗是非常嚴重的問題。就汽車能源來看,汽車引擎動力只約占車輛能源的30%左右,其餘能源的損失都以廢熱與冷卻形式排出。此專題是利用汽、機車的排氣管的廢熱能轉變為電能並將儲存,而儲存的電能可做其它電器的運用,例如運用於手機充電、行車紀錄器電源。若是排氣管的發電將我們的行動電源已儲存到滿電狀態,這時候若是繼續充電將容易損壞行動電源,所以我們的專題將它再次運用在排氣管的二次點火,讓所排出來的廢氣再次燃燒,以有效降低CO2、CO、HC的廢氣排放,這些的過程我們利用Arduino單晶片來作有效控制,達到「綠能」、「儲能」、「創能」與「環保」的目的。