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佳作

「鏈」住你的心-鏈條複雜運動狀態分析

當一個掛有鏈條的單齒輪轉動時,鏈條會有複雜的運動現象。本研究以調整直流馬達電壓來控制齒輪轉速,並將此現象簡化為兩個方向進行探究:固定角速度ω下短鏈條的運動行為與長鏈條上波動傳遞。經研究分析後,發現在短鏈條實驗中,鏈條下端曲率半徑r與齒輪角速度ω呈線性正相關,而鏈條的質心座標x_cm與鏈條的關係如下式: x ⃗cm×Mg ⃗=-Cω ⃗m 由實驗發現C值的數量級為10-7(kg∙m2⁄(s)),與馬達特性相關。 另外在鏈條的視波速v ⃗s、鏈速v ⃗ch、波動行進位置y的關係為: |v ⃗ |2=(v ⃗s-v ⃗ch )2=-gy+|v ⃗0 |2 且發現長鏈實驗中鏈條張力T與鏈條位置y關係為:T(y)=-μgy+T0 而T0則與齒輪角速度ω成次方正相關。

我糊塗,但我不愛「風狂」 -探討影響彈塗魚離水上岸行為的因子

本研究探討影響彈塗魚(Periophthalmus modestus Cantor, 1842)離水上岸的因子及其棲地選擇情況。在定點觀察及穿越線調查中皆發現,彈塗魚在冬季東北季風強烈時不容易被觀測到,經實驗設計及野外持續追蹤後發現,彈塗魚在風速較強的情況下,仍然會離水上岸活動,但往返水陸的頻率較高,顯示風速是影響彈塗魚離水上岸頻率及時間主要的原因之一。在微棲地的選擇方面,彈塗魚會選擇空間異質性較高的棲地類型活動,亦即並非單調的泥灘地。日照長短及風速會影響彈塗魚的離水上岸行為,進而影響其攝食行為及生長 (圖1)。

沙漏中的小精靈

我們利用暑假親子活動的方式,尋找蟻螄棲息地,我們發現有蟻螄的三個地點~龍門海灘的沙丘上、鯉魚潭水庫的涼亭下、慈濟山的茶樹下;我們在校園植物園區內設立「蟻螄生態區」,讓小朋友認識有趣的蟻螄棲息地~人為不可能造成的「沙漏陷阱」!我們做了實驗發現一些有趣的結果:(一)飼養蟻螄,認識蟻螄的一生。(二)發現蟻螄吸食螞蟻的數量多寡和蟻螄的成長有關係。(三)發現有土或有沙的地方,蟻螄不怕水;沒有土沒有沙只有水的地方,蟻螄會淹死。(四)利用棲息地來計算蟻螄的繁殖力。

麻芛抗氧化及誘導血癌細胞凋亡之研究

麻芛為中台灣夏天的傳統食物,屬本土麻類植物。本研究旨在探討麻芛甲醇萃取物之抗氧化能力與誘導癌細胞之凋亡潛力。在氧自由基吸收能力的測定中,葉萃取物比莖或根具有更佳的抗氧化能力,在總多酚含量上也顯現相同的趨勢。此外也發現麻芛的抗氧化能力與其總多酚的含量有很好的相關性。由高效能液相層析儀分析得知,在麻芛葉中可得原兒茶酸、咖啡酸、綠原酸、對-薰草酸、阿魏酸與芸香?等六種酚類成分。當加入麻芛葉萃取物時,血癌細胞有明顯 DNA 斷裂情形發生,而在凋亡相關之基因表現上,c-Myc 和 Bcl-2 mRNA 隨時間明顯降低,而 Bax mRNA 是稍微增加。因此,麻芛在體外試驗確實具有抗氧化和抗癌的效果,對於抗血癌細胞的化學保護機制是有幫助的。

千「迴」百轉的遞迴圖形

在遞迴式an+2=|an+1|-an中簡單的代入幾個值,發現有九個一循環的現象。在一番巧思之下,我們先證明:函數f1(x)分別為1及-1、f2(x)=x,且fn+2(x)=|fn+1(x)|-fn(x), ?n?N, f5(x)與f6(x)圖形對稱於x=1/2,進一步證得遞迴式循環,再將初始值伸縮至a1, a2為任意實數值。解法固然令人拍案叫絕,但令我們深深著迷,決定投入大量心血在此研究的原因,乃是遞迴式an+2=β|an+1|-an,當0<β<1時,點(an, an+1)構成遞迴圖形的種種現象。 我們大量使用了函數及圖形分析的方法,定義函數fβ(cosθ, sinθ)=(sinθ, β|sinθ|-cosθ),發現f (n)β皆為 ?連續函數;?一對一;?(cosθ, sinθ)逆時針旋轉時f (n)β(cosθ, sinθ)同樣逆時針旋轉。藉由上述的性質推得遞迴圖形?在角度上稠密;?形狀與初始值無關;?初始值的改變產生相似的遞迴圖形。 在研究過程中,發現β=0.86的遞迴圖形有別於其他β值,有待未來,我們四人能一窺遞迴圖形的終極密碼。

來龍去脈細水流長

龍潭中豐路上這口遠近馳名,已經冒水一百多年的湧泉「泉水空」,是人人好奇的自然景觀,老師上課也常以它為例加以說明。前年我們探測泉水空的灌溉分布與流量,結果獲得不少迴響,今年96年及97年我們再進一步的探測泉水空湧泉的形成機制,了解龍潭地區的地質及地下水流動分布的情況。經過將近一年的探測,我們終於揭開它神秘的面紗,對於泉水空湧泉的形成機制,龍潭地區的地質概況及地下水流動分布情形,有了清楚的認知,同時也進一步加以證實了龍潭人代代相傳的故事。

發現氧氣的消失

以石墨棒為電極電解水所得的氫氣和氧氣之體積比竟然高達 12:1 甚至更高,此結果與我們在課本的認知上有很大的差異,為此我們設計了本研究,深入研究影響氫氣和氧氣之體積比異常之各因素,包括電極是否受污染、電極種類、電極面積、電解質種類、濃度、電壓等等因素之影響。由這些廣泛的探討與產物性質之檢驗結果,也讓我們了解以石墨棒為電極電解Na2SO4(aq)、H2SO4(aq)為何嚴重偏離氫氣和氧氣之體積比2:1 之原因。此外;由本研究亦意外的發現以石墨棒為電極棒電解NaOH(aq)在低電壓電解(4V 以下) 得接近氫氣和氧氣之體積比2:1 之結果,然而當電壓上升至5V 以上時,電解所得之氫氣和氧氣之體積比急速增加至8:1 以上。 由本研究發現石墨棒中之不完全結晶碳成分在電解水的反應中可在陽極和電解質離子發生副反應,此副反應在Na2SO4(aq)、H2SO4(aq)有較低的啟動電壓(4V 甚至更低即可),而在NaOH(aq)則有較高的啟動電壓(約5V 以上),此外;我們亦由電解之產物分析推得各電解條件下所發生之反應。

慢性疾病長期用藥監控系統

本專案探討慢性疾病病患,因長期需藉由服藥而得以控制病情,所以為協助病患能按時服藥,嘗試利用手機簡訊的普及,並結合電腦、單晶片微電腦等,建置一「用藥監控系統」,為上述情況提出一個有效的解決方案,再進一步驗證其可行性。 一、專案建置的整合系統功能有: (一)、將「行動通訊的簡訊功能」應用於長期服藥患者的用藥管理上,當長期用藥病患未依時服藥時,系統自動發出簡訊給看護或家屬。 (二)、建置用藥查詢系統、資料庫伺服器、Web伺服器以供病患用藥的追蹤。二、慢性疾病患者服藥監控系統建置後可行性的探討: (一)、對協助長期服藥患者,可協助其準時的服藥。 (二)、對病患的看護人員,在用藥時間的掌控上,能達到提醒及協助之功能。 (三)、對病患的家屬,於上班或工作之間,亦可即時掌握到病患的服藥情形。 (四)、對病患於忘記服藥時可藉由系統發出提醒語音,隨時督促病患服藥。

『碗』救地球~環保再生碗

本研究是運用農產品廢棄物~探討製作環保再生碗。研究過程中結合再生紙的基本製作方法,思考改良設計一套異於平面的再生碗製作流程,並由多種家庭常用的粉劑找出適合與玉米纖維膠結的膠合劑,並由不同的壓模方式找出能統一固定形狀的器具,同時探討各種乾燥方法的效果,最後配合保護膜的內外塗?與浸泡,進行再生碗的盛水試驗。

我不只會飛--風箏放飛時發聲的研究

本研究配合國小五年級下學期南一版美勞教材~乘風飛翔(風箏的製作)。主要在研究如何讓風箏放飛時,在空中發出聲音。並進一步探討:如何讓風箏在空中發出更響亮的聲音。在研究的過程中,儘量取用容易取得、兼顧環保與鄉土特質的日常物品來實驗,以符合現代實驗及研究的趨勢。