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佳作

藻礁?灘岩!老梅海岸之研究

本研究的目的在於探討老梅海岸的灘岩,是不是一般所謂的「藻礁」?在研究方法上透過圖書及網路資料的分析,針對藻礁的條件,以及老梅海岸的灘岩詳細比對,經長期而且多次的深入探討,得知老梅海岸灘岩的組成物質為石英砂、貝殼砂、鐵砂以及少量的安山岩礫石,與「藻礁」的組成物質-石灰藻大不相同,因此可以看見老梅海岸的質地細密有紋理,不像藻礁的多孔隙石灰質一般。本研究在詳細了解老梅海岸灘岩後,察覺灘岩上有近千條的石槽,不但景色是台灣唯一,而且在每年二到四月灘岩上長滿了綠色的藻類,使得石槽變成綠色的洗衣板一般,這也是台灣因為受到東北季風所形成的特殊景觀,老梅海岸的景色都是唯一而且只有這個地方才有,值得大家欣賞,也值得國人擁有及保護。

晶聲尖叫-探討聲波對硫酸銅結晶的影響

我們的實驗在探討聲波對硫酸銅結晶的影響。我們探討了頻率、振幅及音源個數對結晶的影響。頻率的實驗中,使用頻率500 Hz、1000 Hz、1200 Hz、1500 Hz、1800 Hz、2000Hz及2100Hz,振幅皆為100cm的聲波進行實驗。我們發現頻率為3的倍數時,結晶長度會比其他頻率音源下的結晶長,且結晶形狀大多為平行四邊形偏長條形,其餘頻率音源下的結晶形狀則大多為平行四邊形,不規則形結晶比頻率為3的倍數音源下的結晶多。振幅的實驗中,使用振幅為100 cm、200 cm、300 cm、400 cm及500cm,頻率皆為500Hz的聲波進行實驗。我們發現振幅越大,結晶越大,但振幅到300cm以上所結出來的結晶長度和300cm下的結晶無太大差別。多方音源中,音源越多,結晶大小越大。長晶過程部分,結晶會隨著能量前進方向依序長晶。

磚切鑿器

本次作品「磚切鑿器」利用剪力原理、鋼構特性以及橡膠的吸震原理及其特性進行研究,讓磚塊切面平均受力,再利用瞬間剪力切磚,在這樣的構想之下,多次的研究、討論以及嘗試才做出這次的作品,這次的作品不僅可以讓磚塊有平整的切面,安全性也比傳統的方式高,另外在切磚的過程中也不會產生污染,而且維護及維修簡易,移動性高也增加了使用的實際性,過程中也不會產生許多的公害,可稱作是綠色工具。

「嘴」大「顎」極,飢要擇食-水蠆覓食策略探討

本實驗主要目的是以行為生態學的觀點來探討烏點晏蜓(Anax guttatus)水蠆的攻擊發動之條件,以及面對獵物採取的捕食策略。本實驗結果發現,水蠆發動攻擊的起因與獵物的大小及距離均呈負相關。而發動攻擊的範圍多在下唇顎所及之處,支持水蠆為伏擊型獵食者(sit andwaiting predator)。面對不同大小獵物時會有所選擇,因為極小或極大的獵物難以捕食,且在捕獵大獵物會消耗較多時間成本,所以水蠆會在獵食風險(失敗、受傷、時間成本)及獲益(能量)之間取得平衡。當水蠆面對獵物密度高低不同的環境,會因水蠆體型大小出現積極、保守、消極的不同策略。綜合以上實驗結果,水蠆在捕食行為上能做最適的權衡(trade off),選擇以最低的風險與成本獲得最高能量,為生態中最佳捕食者之一。

植物界的吸血鬼-菟絲子

有一天我們聽到工友黃伯伯口中唸唸有詞:「怎麼去年才過了,今年又長出來了,真有夠煩」,於是我們就近一看原來是菟絲子,之前上自然課時老師曾提過幾種生態殺手的植物,菟絲子就是其中之一,它會去吸收旁邊植物的養份,吸完之後,它又會到別的植物上吸取養分,拔也拔不完,到底是為什麼菟絲子有這麼強的繁植力,試著做各種實驗來探討菟絲子繁植力強大的來源。

土壤中的水精靈-探討捷運大安森林公園站的土壤液化防治

本研究在於模擬臺北捷運大安森林公園站土壤液化現象並探討動力夯實工法防治效果。本研究分兩部份;一、預備實驗;二、實驗研究。預備實驗為設計沉積土層箱和捷運站砂土箱,並模擬土壤液化現象。實驗研究主要為了探討動力夯實工法對臺北捷運大安森林公園站砂層的效果。由預備實驗,我們設定1500mL水量、砂土深度10cm、砂層中未有緻密岩層,進行臺北捷運大安森林公園站砂層模擬,可以發現施作動力夯實工法砂層可以有效防治土壤液化,並從實驗中我們發覺經地盤改良的砂層在地震後會有地表濕潤現象,因此我們建議施作動力夯實工法後的砂層上方可以鋪設植草磚或連鎖磚,利於行人走動。

氣球的脹熱縮冷

彈性物質受外力拉伸時,溫度會升高;反之,當彈性物質由拉伸狀態縮放回去時,溫度會下降,並且降溫溫差會比原本的升溫溫差來得大。對此現象,我們仿造氣體動力論的模型做解釋:溫度是一個宏觀的物理量,其根本為分子運動動能的表現,橡皮筋未拉伸前是一個三維系統,而拉伸後長度變長、截面積變小,使橡皮筋接近一維系統,然而在拉伸的過程中我們並未提供動能的變化,因此原本分布在三個維度上的能量現在集中在一個維度上,造成等效的溫度上升現象;反之,將橡皮筋放開使其恢復原長時,將使橡皮筋恢復成三維系統,能量重新分配在三個維度上,造成收縮後的溫度比拉伸時溫度低的現象。本實驗檢驗橡皮筋溫度上升與拉伸速率、拉伸長度的關係,並且檢驗拉伸時溫度上升倍率及下降時溫度下降倍率之間的關係,同時針對整個溫度變化過程做詳細的分析說明。

樹上忍者-棉桿竹節蟲的生態研究

棉桿竹節蟲屬於幼年高死亡型。四季皆有成蟲出現,以春夏季最多,冬季最少。若蟲時身體環節有7 節,至5 齡起變為8 或9 節,節數不同是隨機而定。屬不完全變態,大約經過6 次的蛻皮後,若蟲可長出翅膀變成蟲。若蟲成長期平均為65 天,成蟲可活60 天以上。竹節蟲的複眼會隨著光線改變顏色。有清潔行為,具有負趨地性、有趨光性但不明顯。常見的防禦機制有雙臂舉起呈威嚇狀,或由胸前背板放出人蔘味,以及吐出微黃泡泡。光線顏色對體色變化有影響,綠光與藍光會使軀幹與步足的體色趨褐色,軀幹上斑點更為突起、明顯。但不同溫度對體色沒有影響。若蟲步足與觸角有再生的能力,但成蟲則無。雄性的成蟲,體長比母蟲小,腹部第十體節部分有突起。

太陽啊!請賜給我神奇的力量!─玻璃杯裡風車轉動的秘密

本研究主要在探討在什麼條件下,才能讓玻璃杯裡面的風車轉得快呢?我們先製造一種基本款的風車,接下來探討光源與轉速的關係,扇葉與轉速的關係,底座與轉速的關係、遮罩與轉速的關係,室內溫度與轉速的關係、扇葉與底座間距離與轉速的關係,並詴圖找出除了光之外,是否還有其它方式也能讓風車轉動?我們希望能將此裝置應用在教學上,解釋「光能產生熱能」、「光能產生動能」、燈光下會有「風」及空氣熱對流等物理現象,並發展出有趣的科學玩具。

搖出呼拉圈的秘密

在觀察班上同學搖呼拉圈時,發現每個人搖呼拉圈的感覺不同,於是決定設計儀器來試試看,經過不同變因的實驗:呼拉圈的重量、大小、粗細、材質以及人偶的高矮、胖瘦和旋轉軸的不同,發現真的會有不同的結果。在實驗中,發現馬達轉動使呼拉圈在人偶的腰部上產生了離心力和摩擦力,所以呼拉圈不易掉下來;也從真實搖呼拉圈到實驗模擬搖呼拉圈,我們建議想要搖呼拉圈時,不容易掉落的方法是:穿的衣服不要太光滑,最好有凹陷紋路、粗糙布料;呼拉圈的選擇不要太小、太光滑、接觸面積多一些;搖動時,旋轉的弧度大一些,這樣應該可以搖得久些。也創作出容易攜帶、折疊式的呼拉圈,可以幫助媽媽們,在騎機車時,安全的帶著呼拉圈到戶外運動。