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最佳團隊合作獎

紙捲壓縮形成摺痕之探討

我們已知如果將一張紙捲成捲筒狀將能承受來自紙捲兩端極大的力,有趣的是當兩端的力超過紙捲所能承受的最大限度後,它會沿著紙捲方向壓縮並在其上形成規律的菱形摺痕,使紙捲形成一種在縱向有彈性、橫向不易變形的結構,於是我們利用重物從高處落下撞擊紙捲來進行測試,發現所產生的菱形摺痕與紙捲的周長、厚度等等的相關性。

無線控制交通安全警示系統

以往的道路施工人員,都是單單靠著施工現場前方的警示牌或著燈號來保障他們的生命安全,不過儘管如此,時常還是會有駕駛人因酒駕或著失神,未察覺前方有施工路段,進而造成嚴重的車禍以及施工人員的傷亡。本交通安全系統,能夠讓施工人員免於暴露在危險當中。每一位施工人員身上的反光背心都搭有一組隨身警報器,當車輛接近施工現場時,對施工人員發出警告,大大降低了發生事故的機率;此外,我們為了車輛設計了一套車機裝置,當車輛搭載車機裝置後,就能使這套系統達到更大的警示效果。當車機接收到主機所發送的警告訊號後,警示裝置會同時對駕駛人以及施工人員進行警告。我們使用三角錐,並搭配ZigBee無線傳輸裝置、光電開關、高亮度LED、以及高響度蜂鳴器構成本系統,本系統主要分為有車機與無車機兩種模式,搭配兩種不同的警告模式。

角與線的邂逅----三角形作圖

三角形有角(angle)、邊(side)、高(height)、中線(median)以及內角平分線(angle bisector)各3個,總共15個條件,從其中任取3個,有95種不同的組合。研究中應用尺規作圖與國中所學的幾何性質,可以作出所有不含內角平分線的48種組合的三角形,含內角平分線的47種組合中,只作出9種,共作出57種組合的三角形。作出的組合中,有27種組合的三角形是唯一的,不唯一的組合中,有16種條件中只包含一個角,而當這個角為直角時,有15種的三角形會變成唯一。也就是說,研究中找到27個三角形全等條件以及15個特殊的全等條件。

反尤拉過程

使用尤拉函數尋找某一個自然數n互質個數k,Ψ(n)=k是大家都以精熟悉的方法。而,我們有一個想法,某一個互質個數是k的情況下,則對應於自然數n的情況是如何?如何從Ψ(n)=k反推Ψ-1(k)=n?Ψ-1(k)=n有沒有解?對於Ψ-1(k)=n有哪些性質?Ψ-1(k)=n解的範圍如何?在本研究將逐一研究及討論。

杏仁 可以喝了嗎?

杏仁要飲用的健康,宜破壞苦杏仁?防止苦杏仁?大量水解,如此可以保留指標成分苦杏仁?亦可減少大量的氫氰酸分解產生。因此市售的杏仁飲品如杏仁粉是否經過加熱炮製?如果沒有經過炮製,那在沖泡的過程,是否會產生大量的氫氰酸?又若沒有經過炮製,其有藥效的指標成分是否在沖泡的過程已經分解殆盡,而影響了杏仁的保健功效?沖泡杏仁飲品的水溫對氫氰酸與苦杏仁?(Amygdalin)的量有無影響?攪拌時間的多寡有無降低氫氰酸產生的安全性? 本次研究目的希望藉由實驗的設計,針對市售的杏仁飲品模擬沖泡過程,並對其中的氫氰酸與苦杏仁?(Amygdalin)進行分析檢驗,而能提出一個較為安全有效的杏仁飲品沖泡模式。

風與沙的奇幻之旅-探討風、沙與障礙物之間的關係

因為風沙的關係,校園非常難打掃,我們就想藉著這項研究,找到風沙的落腳處佈下重兵,使校園打掃工作事半功倍。但考量到許多因素,我們把研究簡化成在「模擬風場」裡面,利用積木做成的障礙物和人造風,搭配上同學想到的一些簡單變因,進行實驗。希望能找出這些變因,和風沙堆積情形的關係。我們得到的結果是,掃地時要多注意建築物容易積風沙的背風面,而且越矮的障礙物,風速不強時,還有比較窄小的走廊,造成積沙的範圍都比較大,更要費心打掃。可沿著建築物背風面兩側設置90度的導風轉角,且尺寸不宜太大。

階梯路線大問哉,「階階」輾轉舉證來

本篇研究首先針對「登n階層的樓梯,每一次跨1~m階登樓梯總方法數」深入探討,而先建構樓梯法則,則可得到生成路徑圖,如此可推得轉移矩陣與方法數矩陣,最後得出總方法數,再推廣若一次跨任意階,推得其方法數的遞迴關係式,同時再建構跨p~m階樓梯法則,必存在生成路徑圖與轉移矩陣,因而求得總方法數。另外探討指定步數總方法數,其分佈呈現斜方向巴斯卡三角形係數。接著探討費氏數列(Fn)其彼此項數間具有因倍數的關係,並探討每一次跨1~m階所成樓梯數列每一項除以一正整數k後為餘數數列,探討其循環節個數的規律,同時每一項除以k後餘數數列呈現循環數列與有序性的餘數數列。最後建構樓梯數列對應立體幾何圖形,呈現直觀看到立體樓梯作為本篇的應用範疇。

低鹽的韓式泡菜接菌對發酵期間之影響

本研究以大白菜為主原料,以添加市售三合一低鹽乳酸菌製作2%低鹽的韓式泡菜預作實驗,結果顯示在發酵期間0至第1週時各食化及微生物菌相變化較顯著;修改配方後再分別以1、2%低鹽接菌與自然發酵作0-5天試驗,其中,接菌發酵在第2天起即能維持酸鹼值在3.52-3.65和3.50-3.60,乳酸量在1.43-1.63和1.457-1.63%,乳酸菌數在1.01-2.06~108和1.69-2.01 ~108 CFUmL,因而足以縮短醃漬時間,並利用乳酸取代食鹽有效地減少腐敗菌生長;實驗發現大白菜利用日曬萎凋3-3.5小時,萎縮率約40%,可以取代粗鹽前漬蔬菜能保留住營養素,且不會影響發酵產品的嗜口性;同時官能品評整體性結果為接菌比自然發酵的韓式泡菜為佳,更優於二種市售商品。

方陣之美

本研究主要在探討奇數階平面方陣及奇數階立體方陣的規則,我們發現奇數階平面方陣及奇數階立體方陣有一定的規則可循。建構奇數階平面方陣可依據兩個規則:〈一〉平面方陣中的正中央所填入數字一定是數列的中間數。〈二〉每條直行及橫行中,各行數字所代表的座標依循著一定規律方式,座標依照A→B→C 或C→B→A,以及1→2→3 或3→2→1 的規則,並且都不重複。建構奇數階立體方陣可依據四個規則:〈一〉依據階數,將所有數字平均分組,接著將所有數字座標化。〈二〉數列的中間數字必落於中層,選取各組數字時,由中層先選取,其他層選取各組數字時,依據平面方陣建構之規則來選取。〈三〉各層數字選取後,先由中層開始建構,建構之規則與平面方陣之規則相同。〈四〉中層建構完成後,其他各層與中層的座標需要交錯,然後依序所對應的填上數字。

萬物的起源-探討海表面溫度變化與影響

本研究在探討赤道地區、東海長江出海口的海表面溫度變化情形及其影響因素,且當海水溫度有所不同時對人類以及烏魚有何影響。利用美國海洋研究中心(NOAA)之衛星資料與其他國內外研究單位相關資料統計分析及繪圖後,得到赤道地區的高溫區域會隨著季節有所南北移動且這片高溫海水都聚集在太平洋赤道的西邊,會有這個現象是因為赤道地區終年受到信風的影響所導致。東海長江出海口的海表面溫度也會隨著季節有所變化,是因為東北季風將北邊冷水團往南帶所導致。烏魚洄游習性與海表面溫度的高低有關。最後則透過相關係數的探討得知城市氣溫與周圍海域表面溫度有顯著正相關。