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最佳團隊合作獎

液滴碰撞-撞出能量新觀點

本研究著重在觀察水滴的碰撞,以微量滴管控制水滴質量由0.01g~0.05g漸增,以高速相機拍攝,紀錄極短時間內的碰撞過程,而後將照片分析,求出碰撞前、碰撞後動能變化,計算出動能損耗率,最後以圖表呈現數據,找出其中特別的發展趨勢。實驗結果發現:(1)水滴碰撞後融合或分開的機率受質量影響;(2)在碰撞後動能損耗率方面,主要受水滴質量、入射速度、碰撞參數對水滴粒徑比例、碰撞後融合或分開等,皆有影響,並集中在50%~80%之間;(3)水滴在碰撞後動能竟然增加了!深入研究發現可能與表面位能的釋放有關,並推導出相關公式驗證。

自動逃生路線指引系統

本研究結合在校所學,於大樓所有通道之地板中埋設LED燈條,再藉由溫度感測器搭配微控制器進行路徑分析,判斷出哪些通道是安全的?然後點亮該通道燈條,以顯示出所有安全的路線,以指引受困民眾迅速逃離火場,並在火災發生時讓LED燈條以流水燈的形式指引受困民眾用“最少的時間”迅速找到“安全”且“最短的逃生路線”確保生命安全。本作品結合Arduino微控制器、彩色LED燈條、溫度感測器以及無線通訊模組等元件製作而成,經過測試之後證實可以運用在實際現場上協助民眾逃生。本作品不只可應用在住宅或商業大樓,也可延伸應用在大型購物中心、展覽中心、醫院或學校,有效協助火災現場民眾安全地逃生,大幅降低受困民眾走錯逃生路線的機會。

「圓」來如此-看我88變

從十片看似形狀不一的圖形(圖1)組合成圓形是我們挑戰的目標。經由實際的拼組操作及多次討論,我們發現可以利用圓的外型特徵以及全等圖形交換的方式,組合出許多好玩又不同的圓。從第一次成功拼出圓,接二連三大家又陸陸續續發現不同的拼湊方法,再經過老師的指點,整理出菱形、正三角形和四分之ㄧ圓的對稱規則性,找出之前遺漏的部份,越拼越多,彷彿進入拼圖世界,讓人一探究竟!

金門太湖之淡水蝦(擬秀麗白蝦 E. modestus)搜餌行為的研究探討

一、 秀麗白蝦 E. modestus (Heller, 1862)頭胸甲光滑,不具肝刺但具有鰓甲刺,是本屬重要分類特徵。額角超過第二觸角鱗片末端,眼窩前呈冠狀隆起。第二步足對稱,略大於第一步足,體色通常呈半透明。二、 在其生活史中,幼苗可在無鹽分之水域中完成變態、成長,屬陸封型。在台灣主要產於西部湖泊水庫中,在北部的湖泊幾相當罕見。在西部以日月潭最為大宗,環潭周圍的山產店販售之炸溪蝦,便是以這一物種為主。三、.本物種喜歡棲息於沙泥底質之湖泊,以攝食底泥中之有機碎屑及藻類為主。

散光彈--探討溶液性質對擴散行為的影響

擴散作用的發生,是因分子的運動,使其均勻擴散開來。當物質在兩相鄰區域不能均勻地分散開時,就會產生濃度差,而當此濃度差不存在時,表示已達擴散平衡。本文除了探討上述之性質外,更深入去研究溶質與溶劑的性質是否會對擴散行為產生一致的影響。此外為了能夠精確的量測溶液的擴散行為,特別設計了由:(A)綜合光學組、(B)光度計、(C)輸液器三者組裝而成的一套量測系統,以此來量測溶液的擴散行為。本實驗採用了墨汁、過錳酸鉀、酚紅及亞甲藍等四種溶液,並分別滴到清水、食鹽水及糖水等溶液中,而得到以下的結論:欲滴溶液與被滴溶液的溶液性質相似(同為分子化合物或同為離子化合物)時,擴散速率較快;此外在實驗中更發現到墨汁在高溫的食鹽水中會產生鹽析的現象,因而無法觀察到擴散行為。

Cut!Cut!葉!落地生根驚人的繁殖力

自然課教到落地生根有驚人繁殖力,我們感到不可思議!決定設計實驗來研究。我們以落地生根的葉子為實驗材料,做不同型態和不同程度的切割處理,模擬葉片受傷的情況,觀察它的發芽率是否受影響。實驗結果顯示:葉緣凹陷處的小圓點就是它主要的生長點,若切除,則無法發芽;同時該處除非全割傷,才稍微降低發芽率,若割傷幾處,則沒有影響。而整片葉子小圓點都切除時,卻有意想不到的結果,會激發次生長點處發芽,即在葉緣平整處也會長出小苗來。若葉片因受損造成面積變小,則剩下之部分葉片發芽率,反而變高。另外我們發現受傷葉片發芽率與切割型態(橫切或縱切)無關,但與葉面積大小有關,若切割面積小於一定程度,會降低發芽率並且芽體較小。

紙洞乾坤

這原本是一個科學遊戲,盡量讓紙張伸展開來,卻不會弄破紙,除了發現其中有許多強韌的支撐點外,還利用許多數學規則來解開影響紙張伸展的因素,並發展出估測長度的最佳方法。從遊戲中學習數學,生動有趣。

主動式自動頭燈系統電路之設計及改裝研究

在夜晚,駕駛者必須依賴汽車頭燈系統才能清楚看見前方周圍之人、事、物。所以,頭燈系統是非常重要的。駕駛者卻可能忽略了這個重要系統,而在該開啟時卻未開啟。最後拿到罰單,甚至導致車禍發生。本研究首先利用兩個光敏電阻,分別感測上方及前方之照度並轉換成數位訊號輸入 8051 單晶片,以供程式判別。其次,設計光源轉換電路並配合照度計以記錄外界光源與轉換成數位訊號之關係。最後,使用 8051 單晶片以較彈性之方式控制頭燈系統,主動式地依據外界光源以適時點亮小燈、近光燈及遠光燈。

「油」然而生的橋樑科技-探討生質柴油之製造條件與對柴油引擎廢氣排放之影響

本研究探討重點有二:一、以市售沙拉油及營養午餐業者之廢食用油為原料,個別添加不同比例之甲醇鈉溶液,探討其轉脂化之最佳條件。經實驗顯示,沙拉油製造生質柴油以沙拉油1000ml、甲醇150ml及氫氧化鈉5g進行轉脂化反應最佳;而廢食用油製造生質柴油則以廢食用油1000 ml、甲醇180ml及氫氧化鈉3.5g之條件最佳。二、在市售柴油中加入一定比例之自製生質柴油,進行引擎廢氣排放檢測。結果顯示,其廢氣中碳微粒、碳氫化合物及氮氧化物等有毒廢氣之排放量,均較市售柴油為低,而一氧化碳之排放量於引擎高轉速時亦較市售柴油為低。本研究之實驗過程與成果,可做為教學之重要參考範本,並提供交通與環保主管機關做為制訂與修改法令之參考依據。

鐵砂的秘密

本研究的目的是想要了解臺灣地區東北角沿岸沙灘沙子的顏色和顆粒大小不同的沙子,這些沙灘的沙子中鐵砂的含量有多少?這些沙灘沙子的成份是否含有碳酸鈣?為了瞭解這個問題,我們利用磁鐵及鹽酸來進行實驗,結果證明臺灣地區東北角沿岸我們所採樣的沙灘,發現不同的沙灘所含的鐵砂和碳酸鈣含量都不一樣。還有沙灘沙子顏色、沙子顆粒大小與鐵砂含量沒有一定的關係,而且沙灘沙子顏色與碳酸鈣含量也沒有一定的關係。