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最佳創意獎

「液油」未盡-探討不同濃度液滴在載玻片表面互動的原因

我們延續學長的實驗,探討為什麼液滴會在玻片上互動。一開始,我們猜想是否烘烤時有物質會附著在玻片上,但是經過設計不同的實驗驗證後,發現並不是有燃燒不完全的物質附著在玻片表面上,而是玻璃表面足夠乾淨就可以使液滴有產生互動的能力,我們把它稱為活化。實驗發現烘烤時間越久,玻片溫度越高,造成玻璃表面活化的現象越明顯,但玻璃表面的活化現象只能維持2~3天。 我們探討了幾種可溶於水的有機物,當它們溶於水後,在不同濃度時會有不同的表面張力,當在活化的玻璃表面上滴上兩液滴,如果兩液滴的表面張力相差10mN/m以上,低表面張力液滴會推擠高表面張力液滴而產生同方向的移動,如果兩液滴的表面張力太接近,兩液滴就不會推擠,會直接互溶。

蟹謝光臨~後壁湖寄居蟹換殼計畫

陸棲寄居蟹 (Coenobita)為台灣海岸常見的蟹類,恆春半島後壁湖地區雖已列入保護區,但周邊開發甚早,人類大量捕食貝類、螺類,寄居蟹因此無法從大自然獲取螺殼,造成中、大型寄居蟹70%以上背負的是脆弱、保護力差的蝸牛殼。飼養過程觀察到寄居蟹嗅覺遠勝於視覺、有弱肉強食、霸凌搶殼等生物野性,同時還發現選殼的重點除了大小之外,螺殼尾部角度是主要選擇依據,為此我們解剖螺殼做3D列印人工殼觀察。我們號召本地海產店響應換殼計畫,從螺殼的收集、清潔、標記到募集三千顆的海螺殼,提供後壁湖地區寄居蟹換殼,希望藉此喚起大眾對物種保護的意識。

颱風吞併現象之探討

研究主要探討颱風吞併前後出現的現象,颱風吞併屬於藤原效應中的單向影響型,跟一般常見的雙向型藤原效應不太一樣。我們找出歷史上颱風吞併的數個個案,利用地面天氣圖與衛星雲圖來進行分析,並以中心氣壓較低(視為較強)的颱風作為主要觀察對象,觀察合併前後雙颱的距離、移動、氣壓變化的狀況。我們得到雙颱合併的條件為:距離大致小於700公里,此距離較互繞型藤原效應(約1000公里)小,且雙颱半徑比必須大於2。另外,雙颱靠近時會先互繞再吞併,而此時的雙颱相對移動速率對颱風吞併不造成影響。且在雙颱互繞時,若以中心氣壓較低的颱風為座標軸原點,則中心氣壓較高的颱風移動路徑常呈南北向移動。

莓開眼笑、綠意盎然、紅金閃閃-草莓酥

本研究之「草莓酥」是結合了機械科、園藝科、室設科以及食品加工科所共同開發的一項具有特色的產品。此產品藉由機械科利用CNC車床開製烤模、室設科開發草莓酥包裝再配合使用園藝科所栽種之新鮮草莓,以及食品科專業烘焙技能!使原本一成不變的原味草莓酥,變成另一種色彩鮮豔的草莓創意產品。 本研究使用新鮮草莓所製成之草莓膏,再配合使用天然紅麴粉及綠茶粉製做糕漿皮,利用特殊烤模製造出草莓酥。本研究經過檢測及官能品評之後,製作出酸度適中、口感最佳的草莓酥,最後設計出精製的內包裝及專用提袋,兼具伴手禮及自己食用皆是最佳選擇,不僅發揚本地草莓之特色,將此特色產品商品化提高經濟價值,讓「草莓酥」再創另一個台灣奇蹟。

讓牛頓步上尋根的階梯─複係數多項方程式的求解與推廣

一、階梯算法 更改庫恩植物栽培法的限制,使方程式的根形如走階梯般向上攀升,且不下降。 二、牛頓算法的限制 1. 牛頓算法一次只能算一個根,算出多項方程式f(z)=0的一個根ζ以後,用(x-ζ)除原來的多項式,得到一個階數降1的多項式,再用牛頓算法求這個新的多項式根,這樣一次一次降階,可以把全部的根算出來。 2.牛頓算法有時很難控制,且計算是否成功,是沒有保證的。要使牛頓算法成功,重要的是找到一個足夠好的迭代出發點z0。 三、比較各個求解方法,結合牛頓算法與階梯算法 階梯算法的優點是保證成功,牛頓算法的長處是進入快速收斂區後收斂極快;將兩種算法的長處結合起來:先使用階梯算法把迅速收斂區域的位置確定,再改用牛頓算法迅速向方程式的根靠近。

空氣的流動主宰著飛機的上升、下降和停止

今年有一架飛機從松山機場起飛,不久就墜入河中,因而死傷不少。於是我們便進行不同變因的飛機實驗,來驗證飛機在起飛、下降時會受到哪些因素影響。 飛機的機翼是上面凸下面平的;也利用這樣的設計來製作、模擬機翼,並用各種方法來實作,結果機翼真的會上升。 設計各種不同的擋風板貼在機翼上,並且設計飛機滑行的軌道(14m),結果測出了飛機降落滑行時的時間,也就是不同的擋風板,會使飛機下降滑行時受到阻擋而慢下來。

十字軍「斜」征

本篇是研究在矩形棋盤上主教的攻擊情形,藉由了解主教的攻擊性質,尋找攻擊滿矩形棋盤所需的主教最小值、最大值及其配置方法,接著經由證明來驗證其正確性,並發現其研究結果可應用於車禍預測。

移「形」換「位」-多邊形移動邊數關係之探討

本作品主要在討論給定一個n邊形,在移動一個邊或是兩個邊後可形成的幾何圖形,並設法找出其一般式。在此研究中的圖形經翻轉、旋轉或撓折後相同的圖形視為同一個,在此定義此種圖形稱為─幾何算數形,簡稱「算數形」。 我們觀察圖形之規律,進而發現經定義移動邊數後的幾何圖形內部必只會出現一個封閉多邊形,以此特殊性質為基礎推導公式的形式。得知n邊形中移動1個邊後,當n為奇數情況下,算數形總數的公式為(n-3)(n+1)/4 ;n為偶數情況下,算數形總數的公式為[n(n-2)-4]/4 。在研究移動兩邊時發現規律過於繁雜,因此將其分類為3種情況來討論,分別為在封閉多邊形上有 (1) 二分支 (2) 三分支 (3) 四分支,並加以分別討論,推導出上述情形之公式。

「衣」窺宅蟲-何處是「蛾」家

我們到處可見衣蛾蹤跡,透過校園內觀察或外出採集,了解衣蛾喜歡在陰暗、潮溼處繁衍聚集。研究衣蛾生長、生活環境、築巢環境,最後模擬不同環境,觀察衣蛾的活動情形,發現衣蛾懼光、怕冷、喜好潮溼、棉絮多為築巢環境。實驗證明牠築巢材料以沙石為主和喜愛布料棉絮,居家蛾幼蟲抓離筒巢會就地取材築筒巢保暖,牠更以地上的有機碎屑為食,如同清道夫。 本組意外發現,山區竹葉筒巢衣蛾、青苔筒巢衣蛾。山區與平地環境差異極大,縱使提供原生地的青苔與竹葉,仍無法再次築巢,此特殊生物習性,讓我們更懂得不應隨意補抓生物。有關衣蛾瞭解及文獻相當少,有鑑於此,無論衣蛾築巢環境、生活史、特殊的生物行為及防治,都是我們想深入研究的主題。

旋舞者---陀螺旋轉軌跡之探討

學校的課程中,我們製作紙陀螺來觀察陀螺旋轉時間及混色現象,但我們想更進一步了 解陀螺旋轉時的軌跡為何,因此分別以陀螺盤面大小、陀螺軸高、陀螺的幾何形狀等因素為 操縱變因,製作不同的陀螺來探討陀螺旋轉時的軌跡變化,並探討不同的陀螺對轉動軌跡的影響。