全國中小學科展

佳作

明爭暗「豆」——以導電度及透光度探討製作傳統豆腐時蛋白質凝結之關鍵

傳統豆腐主要成份除水之外就是蛋白質,豆漿的蛋白質凝結作用是傳統豆腐製作過程中最重要程序,對於豆腐的產率及品質有著重要而直接的影響。我們發現豆花粉及鹽滷中可使豆漿中的蛋白質凝結之成份為Ca2+及Mg2+。濃度2%的氯化鈣水溶液加入45℃的豆漿最能滿足製作傳統豆腐時蛋白質凝結量最大、乳清透光性高及乳清導電性低的條件。由豆漿蛋白凝結時電阻變化,得知40秒後蛋白質與氯化鈣作用趨近於緩和。 利用自製儀器精準測量導電度及透光度的有趣結果,探討蛋白質凝結之關鍵,對於豆腐之生產製作將會有相當的幫助 。

「救」在煞車瞬間

為了讓在行駛的車子能夠更安心的上路、遊玩和快快樂樂的回家,我們想出 2 個 SPECIALIDEA 可以讓行車更為安全,肇事機會變低。

橋墩追追追~橋墩抗水能力與砂石淘空情形探討

自然與生活科技課程中學習到以力學觀點設計建築物,加上洪水沖斷橋墩的事件頻傳,因而引發我們想設計模型來實驗,探究理想橋墩的動機與行動。經研究後發現:橋墩形狀不平整、迎水面大者,受到水流沖刷力較大;不厚實的橋墩支撐力量分散、易斷裂;迎水面大、造型不流線的橋墩周圍,砂石被掏空的多,侵蝕嚴重,易造成橋墩不穩固而傾倒,橋墩數目越多、越靠近河道中央承受較大的水流沖刷力。因此綜合以上實驗結果我們建議理想橋墩的迎水面及背水面均為流線圓弧造型,最好能以抗侵蝕的金屬保護;而側面要狹窄以減少阻力和侵蝕力;設置橋墩的間距不宜過密、靠近中間的橋墩要更堅固並派人定期察看並適當填補砂石於掏空較多的迎水面區域,以防橋樁裸露、傾倒。

「生」「生」不息—本土種石田螺及外來種多稜角螺之生殖生物學

多稜角螺Angulyagra polyzonata為臺灣近期發現的外來種螺類,目前主要分布在屏東縣九如鄉崇蘭新圳。本實驗從生殖生物學探討外來種多稜角螺對本土種石田螺可能造成的影響,發現多稜角螺數量遠大於石田螺數量,兩者最小生殖體長約為16~18 mm,但個體平均懷胎數,多稜角螺卻高於石田螺。多稜角螺雌螺有效生殖個體占族群中的47 %,而石田螺雌螺有效生殖個體占族群中的46 %。相對死亡率累加至有效生殖體長之前,石田螺占族群中的91.82%,多稜角螺占族群中的91.73%。預估下一世代數量及可存活達生殖體長的數量,多稜角螺數量大於石田螺,兩者相差約8倍。從以上的資料可以看出,多稜角螺在生殖潛能上具有相對優勢,且已嚴重影響石田螺的生存空間,對臺灣生態的影響不容忽視。

風起,再造飛機去追風

探討飛機升力由白努力定律主導或是康達效應主宰。煙流實驗得知:攻角過大時氣流將不再沿著機翼向下,造成升力減弱;由不同型態機翼實驗,發現機翼上方的起伏雖不同,但均隨機翼與風向間夾角漸增(0 ~20度),升力漸增;而平面機翼最大升力則是出現在攻角10度時,攻角過大則升力陡降,且其升力最大值均較上方有起伏的機型更高,我們由此推估,康達效應對機翼升力的影響應較白努力定律更為顯著。由改良之紙飛機,發現將紙飛機的尾部上折一反角,便可造成機頭上仰的力,藉由康達效應造成之升力,即可讓紙飛機達最佳化之飛行結果。 我們從機翼實驗的各項變因探究,到實際應用在飛機的飛行表現上,皆發現康達效應在確實是主宰飛機升力進而影響飛行。

布洛卡點相關性質探討

本文我從文獻已有的布洛卡三角形及其三種變換出發作各種推廣。首先將布洛卡點在三角形內的情形推廣至多邊形,發現並非任意多邊形皆存在布洛卡點。我發現了存在布洛卡點的充要條件,及布洛卡角、邊、面積的關係式。然後探討四邊形的情形,發現存在正、負布洛卡點的四邊形皆為調和四邊形。接著將文獻中三種布洛卡三角形的變換整併為更具數學風味的旋轉與伸縮變換。再以此方法為基礎,發現一系列布洛卡點、外心間的幾何性質,同時進一步推廣至多邊形,其中美妙的結果是:從任意布洛卡n邊形出發的n條全等的等角螺線皆會收斂至布洛卡點;最後,本文最驚艷的發現是:所有存在正、負布洛卡點的n邊形,其頂點皆為正n邊形的頂點經過反演後的反形。

殘缺的完美

將二維(2k×2k-1) 殘缺棋盤的完全覆蓋性質,推廣至三維( 2k×2k×2k-1)殘缺方塊,再推廣至四維(2k×2k×2k×2k-1)殘缺數對集合及n維( 2k×2k×…×2k-1)殘缺數對集合。

電解質溶液的異想世界-探討離子與磁場的交互作用與應用

經過我們努力的實驗後,我們發現:離子運動可以產生磁場,離子運動時會受到磁場作用而受力轉向。離子電流的磁效應,其關係式 ,其中I為電解質溶液電流,d 為與電解質溶液管線距離,而且溶液濃度越大,產生電流越大,則磁場越大。在外加磁場下,電解質溶液導電時仍遵守歐姆定律,但是對溶液的導電性沒有明顯影響。利用磁場作用下離子的運動可觀察到離子的導電性,離子移動速率越快,導電度隨著升高;並進一步瞭解到濃度越大,由於離子間的作用力,會使個別離子移動速率和導電性降低。

汽車彈簧避震器拆卸裝置改良與增進使用者安全

一般汽車維修廠習用(傳統式)汽車避震器彈簧拆卸裝置,僅用C型壓板壓縮彈簧易 彈出,拆裝時不方便且非常不安全。原先以習用拆卸裝置作改良,從操作上的缺失及 安全考慮設計改良。經測試使用,檢討改進設計出一新結構,以四向軸裝置,增進使\r 用方便性及安全性。改良製作的與原廠的拆卸裝置做比較[如表一]:

搶救金錢大作戰─前埔溪畔金錢草(Drosera burmanni Vahl)的族群分布與植生適?

金錢草(Drosera burmanni Vahl)是國內瀕危稀有的食蟲植物。本項研究自92 年9 月至93年6 月,就前埔溪畔金錢草族群分布和變化、生長環境及植生的適應進行調查。金錢草生長在溼地,土壤的濕度是其生存的主要因素,在前埔溪畔E 區生長地是一荒廢農田,終年土壤潮濕,最適於金錢草成長,族群最大時達1600 餘株,極可能是目前國內金錢草族群最大的棲地。4~5月是金錢草花朵盛開的月份。金錢草對於貧瘠砂質濕地的生長環境有很強的適應力,該生長地僅有莎草科和少數植物可與它們競爭演替,人為的開闢及踐踏導致金錢草族群逐漸萎縮,及早劃定保護區或可挽救它們垂危的生機。