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佳作

東港溪流域水濁度曝「光」了!

本研究依據劉德明(1999)年所著作的《環境科學》一書中提到,水中雜質的種類及環保署發佈的濁度計法,設計研究工具「光伏特水濁度檢測儀」。並根據東港溪流域概況圖,規劃採集30個地點的溪流水體和10個鄉鎮市的地下水進行檢測。結果發現整個東港溪流域之「麟洛溪」沿線和港西攔河堰取水站靜水區水濁度最高;此流域地下水則以潮州的光春水濁度最小,東港鎮興東里的水濁度最高。從研究結果也顯示自行研發的「光伏特水濁度檢測儀可有效檢測水體濁度差異。

無敵艦號-水中惡霸的剋星

福壽螺不斷的啃蝕農作物,對農業造成很大的危害。如果我們能主動去捕捉福壽螺,清除螺卵,必可達到抑制的效果。我們觀察福壽螺的習性,知道牠們最常出現在灌溉用小水溝後,希望能以方便又有趣的方式大量捕捉,於是討論想要製作一艘適合航行於水溝,能捕捉福壽螺的船。本實驗探討船體與承載重量的關係、動力對船速的影響、掃除器對清除數量的作用、網子對捕捉數量的影響,最後製作『無敵艦號』,並且改進它的缺點。改良後的『無敵艦號』,捕捉福壽螺和清除福壽螺卵塊的成功率提高了。 我們並且讓船在學校的池塘裡航行,不但可以當個稱職的『水中清道夫』,清除水中落葉,還可以拯救寒流來襲時,池塘裡的孔雀魚兒,真是一舉兩得。

低頻振動對冰冷凝氣泡分佈之研究

本研究探討在水凝冰過程中,加入一低頻振動,探討其氣泡聚集在特定點成團的現象。首先改變水中溶氣量,以探討氣泡成因;並改變水量,推測其流動性質的影響性;利用照相觀測氣泡生成過程,推測氣泡聚集成團的原因。實驗方法以喇叭作振動器,施加不同頻率振動冷凝時50mm鋁管中的水,待其固化後觀察不同頻率時的氣泡分佈狀況。結果顯示,在頻率10-40Hz中,頻率越高時,氣泡團間間距越小。而在不同的水量進行實驗時,發現在水量過多或過少時,都不容易觀察出生成氣泡之現象,且水量佔管體積35%時氣泡聚集最明顯。推測可能是因為水裝太滿時液體無法流動所導致。以照相觀測凝冰過程,發現節點會比較早結冰,故氣泡不平均現象是因駐波場導致結冰順序改變間接造成。

測量因你而容易,數學因此而有趣

先畫出各種直角三角形並比較發現當某角度相同時,不論對邊、鄰邊或斜邊長固定,其對邊除鄰邊的比值皆相近成正比,我們可以鄰邊長×鄰邊長/對邊長的比值,求出所要測量的高度。再配合雷射光束導向性佳的特性製作可調角度的測量器,不僅較以往省時省力,也克服測量時地面空間狹窄及測高建築物的困擾。又自製可測空間距離測量器,透過兩端雷射光源的交會,順利測得不易丈量的空間距離、不規則物體的高度、深度,無需皮尺作為底部丈量工具。且運用在測量河面寬度、樹的最大直徑、觀測月亮高度、水平?測上…。並利用拆下聚光凸透鏡片的雷射筆可將物體清楚呈像的特性,配合一根頭髮,加裝在測具上後,可明顯觀察到0. 1 度的刻度,提高了精確性。

陀螺大「倒」~就是要「翻」!

以直徑4.00cm乒乓球作為球身、原子筆的塑膠筆心管作為轉軸,製作不同切口直徑及軸長的自製倒轉陀螺,並以自製發射器帶動自製倒轉陀螺旋轉,探討切口直徑、突出軸長與偏心率對倒轉陀螺翻轉的影響。發現倒轉陀螺必須兼顧球體的大小、轉軸長度、陀螺轉速等條件,才能從「轉軸朝上」旋轉,成功翻轉成為「轉軸朝下」旋轉。 我們製作出能最快翻轉成功的倒轉陀螺,平均只需約2.3秒就能翻轉成功,其比例為切口直徑2.00cm、突出球體軸長0.53cm;而翻轉成功後能繼續旋轉最久的倒轉陀螺,其比例為切口直徑2.00cm、突出球體軸長0.73cm,平均翻轉後還能繼續旋轉約17.3秒。兩者偏心率皆在0.37~0.39之間。 我們更進一步製作球體直徑10cm以上的大型倒轉陀螺,並將自製倒轉陀螺結合市購戰鬥陀螺的發射器,使自製倒轉陀螺更具科學性與娛樂性。最後我們從實驗中提出輕鬆快樂製作翻轉效果良好的倒轉陀螺要領,分享給大家。

醇醇欲動─乙醇燃料動力車之設計與探討

一、設計一自製動力車模擬真的車體,及底片盒製作簡易的引擎(燃料引爆室),再改良點火槍作為類似火星塞的引爆裝置。二、以改造的點火槍點燃酒精動力車,藉以探討燃料種類、濃度、揮發時間及燃料體積等變因對動力車速度的影響,藉以找尋乙醇燃料所能發揮最大動力下的條件。三、由於氣體膨脹後的急速產生的威力遠大於液體,所以我們便著手探討揮發時間對動力的影響。結果顯示,揮發時間愈長,動力愈佳。但有一上限,約在2分鐘後,效果便無太顯著差異。四、由實驗結果得知,在室溫(20~25 度)時,乙醇燃料受引爆而產生的動力,會隨著濃度增而提升,而相同條件之下,80%以下的濃度則需提高溫度才能順利產生動力。五、在固定體積的引爆室(底片盒)中,添加的酒精體積有一定的合適範圍,太少量不足以引爆,而過量的效果並無較好。

風生電起—探討風能的有效應用

在科展製作時,我們曾參觀過大潭發電廠。從大潭發電廠的參訪經驗,我們知道設立風力發電廠需考慮當地的風場及風向是否穩定,因此我們利用製作穩定器流作為實驗的氣流來源。為了探討不同旋轉翼對轉速之影響,我們分別削製出各式各樣不同形狀、寬度的旋轉翼,測量不同旋轉翼片數、翼片剖面形狀、受風面積與攻角對風力機轉速之影響,並探討風力機的不同轉速與發電機發電量之關係。我們做出不同線圈數的風力發電機,測量其發出的電流,並且是著於線圈中加入磁性物質及非磁性物質探討發電機的發電量有何不同。

屹立不搖-以積木模型模擬建築物探討地震S波的影響

本實驗目的在探討哪種建築結構可得到最佳的抗震效果,我們下載軟體(AccelView)測量地震時的加速度大小,自製滑車及橡皮筋製造震動平台模擬地震情況。實驗後發現(AccelView)軟體可測得精確的加速度大小經高精密度加速度感測器證明。建築座向需考慮台灣附近斷層位置,減少地震所產生的破壞。加強地基深度時,可增加建物的抗震能力。建物高度越低,底面積越大抗震能力越佳。目前常見的建物造型如L形、ㄇ形、H形、十字形、T形不影響抗震效果。建物突出造型,連結處會在地震發生時造成受損情形。當梁柱位置不對稱或梁柱不足時,地震會使建物產生轉動現象,容易因扭轉而倒塌。土壤顆粒較小的粉沙地質產生土壤液化,會使地震造成建物下陷或倒塌的結果。

短脊槍蝦(Alpheus brevicristatus)配對行為研究

槍蝦可從是否抱卵及螯足大小等特徵辨雌雄;雌雄性比約58:42;成對比率約67%;體長以30~35 ㎜比率最高;雌雄配對體長關係呈正相關且雌蝦大於雄蝦;管徑3 ㎝、開口數3、雌蝦沒抱卵、雌雄體型相近及同時置入雌雄槍蝦實驗時其配對率較高;實驗對數越多、置入大體型雄蝦、配對時間越短及配對後再分離時間越長其配對專一率較低;槍蝦配對辨識部位主要在小觸角且由雄蝦主導配對行為。

蒴果僅存-台灣欒樹蒴果在地面移動情形的研究

用自製風洞測試台灣欒樹蒴果,以白努利原理找出構造如何影響移動情形。發現:單邊易受氣流影響,移動距離遠;上反角的角度愈大,距離愈遠。而果皮寬與長的比是展弦比,越大的移動距離越長。表皮越平滑移動距離越長。而且種子的位置會影響重心,愈後方重心偏後移動距離愈長,而偏前,會出現飄動。當氣流通過蒴果表面,上反角大小會影響翼間渦流數量和擺動次數,造成翼面穩定度不同。