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佳作

舞動奇蹟—破譯動能沙擺的終極密碼

Y擺是迷人的科學之旅!來自百貨公司"動能沙擺"的啟發,奇異的圖形深深打動我們的好奇心!它沒辦法用一般的單擺週期來觀察,當它擺出複雜的圖形時,讓很多人都感到不知道如何研究。剛開始進行實驗很迷惑,但是我們仍不怕辛勞,不斷探索其中的奧秘。提出ABH1H2標示法、定義T、Tx、Ty三項測量值,研究在不同象限、擺幅、角度、AB、H1與H2長度變化、擺繩材質、抖動的影響;與傳統的頻率估算法m:n及Java程式比對,得到Ty/Tx取代m:n的新方法,促使我們積極地去探究箇中所藴含的物理奧妙!提出新方法以初始條件-長度(L、l )估算擺圖變化,導出Y擺方程式與重力加速度g,實驗g值與理論g值相比,誤差可在3%以內!最後,請您DIY感受它的美!Trust me,You can make it.

綠色奇機

現在地球面臨到資源不足、溫室效應等環境問題,太陽能的利用顯得越來越重要!如果能利用天然的綠色能源,反覆地加以利用,相信地球上資源的消耗速度會有更大幅度地降低。我們希望將無限的綠色能源經由轉換後,儲存下來繼續使用,不但可以節省石化燃料,也可以將地球上的廢電池數量降低。在此次的研究中,我們依據台北的環境選擇太陽能及風力這兩種台灣本島較容易取得的綠色能源,做為我們綠色充電器的能量來源,並進而自製簡易的充電器。

垂涎”欲”滴-看黏滯性與表面張力

由觀察“垂涎欲滴”的日常現象,探討垂涎液柱長和溫度、濃度、放流管長的關係。利用簡易點滴瓶及點滴軟管的巧妙組合,進行小流量及小管流的各項實驗檢測。探討液柱長度隨溶液種類、溶液溫度、放流管長、流量等變因具規律變化。從流量與液柱長之規律變化出發,進而探討液體黏滯性與表面張力的關係。視管內水流及管外流為穩定流體,以連續方程式及白努力定律計算黏滯性與表面張力。

好酒不見~水果酒釀造之研究與應用

本次的研究目的是想要發現影響釀造蘋果酒的因素,結果發現加冰糖比例在25%時最佳,並且要以密封的方式,還要再加定量的酵母菌及營養劑以及適宜的溫度,才能得到理想的釀造過程與環境,使得酵母菌發酵力、發酵速率與產酒率及風味得到最好的結果。接下來再比較不同品種蘋果以及蘋果酒與其他三種水果酒的釀造結果的差異。最後在探討水果酒的日常生活應用時,發現水果酒除了飲用之外,還可以做成水果酒面膜,來增加臉上皮膚的保濕度,也可以做成水果酒肥皂來給小朋友們洗手,來對抗細菌及黴菌,更可以做成水果酒電池來代替一般市售的乾電池,成為最環保的新能源。所以小小的酵母菌對於人類真的是有莫大的幫助及貢獻。

聲音對魚類行為影響之探討

透過以下的實驗,我們假設魚可以經由制約的過程,達到我們預期的研究結果。由數據以及折線圖的結果來判斷-魚可以確切接收到聲音、處裡聲音訊息,並對聲音產生條件反射。預備實驗一、二中,我們所進行的訓練,是為了測試魚是否具備基本的聽力,並觀察魚的行為;在實驗一中,魚對聲音產生適應並熟悉通道,經飼料制約之後可以正確判斷單方向音源;實驗二則是驗證實驗一,證明魚不是聞到、看到飼料或聽到灑下飼料的聲音而游過來;在實驗三中,魚對雙隔板產生適應並熟悉通道,經飼料制約之後可以正確判斷雙方向音源;實驗四為驗證實驗三,證明魚能判斷雙方向音源,同時也證明魚不是聞到、看到飼料或聽到灑下的飼料的聲音而游過來。另外,預備實驗一之後,利用數量較多的魚,證明多數魚也有相同反應,獲得理想的數據。經過長期的實驗過程,我們證實,魚在訓練後可以對聲音產生特定行為。此外,為了了解不同魚種間的音源方向辨認能力,使用了三種不同的魚種,進行外來種與本土種之間能力的比較,同時於大小不同科之間做比較。

921 地震,房子倒不倒有關係

本作品主要是探討「建築物的底面形狀和耐震程度的關係」及「建築物輔助支撐和耐震程度的關係」,最後進而由學生自發性的提出問題來討論,最難得的是小組的成員主動提出88年729大停電、921地震,都是因為高壓電塔倒塌,造成全台大停電,而要求要拿出小組經過討論後,認為最耐震的建築及支撐和高壓電塔的支撐一決雌雄,在實驗的過程中,我們發現建築物的底面形狀確實和耐震的程度有關,我們推論豐田大樓(底面L形)倒塌的原因,發現921大地震的搖動方向為東西向,而豐田大樓在這個方向卻沒有對稱軸,而產生較大的扭力(由附件4、5頁線形圖)可看出除左右的振幅,其前後的晃動也很嚴重,而文化廣場(底面長方形但接近於正方形)在921大地震的搖動方向為東西向時,它的南北方向有一條對稱軸,這是否就是同為12樓公寓建築,豐田大樓梁柱嚴重受損,被判定全倒,而隔壁的文化廣場卻掉幾塊磁磚的原因。實驗過程我們也發現,在建築物加上輔助支撐,可以大幅度改善建築物的耐震性,其中不同的輔助支撐,改善的程度也不相同,其中又以X形輔助支撐,在大地震來臨時,最能改善建築物本身的耐震性,甚至最後我們小組把它和高壓電塔支撐做個震動幅度比較,我們也發現,X形支撐優於高壓電塔支撐,這是本小組引以為傲的事,更重的是X形支撐,所使用的材料比高壓電塔支撐,幾乎節省一半。

球與球瓶的戰爭-保齡球瓶的倒瓶因素及其撞繫關係探討

由於保齡球的力學原理太複雜,我們決定去除球道上油、球心構造對球旋轉的影響…等變因,只專注實驗討論球速、入球點、入球角度(模擬曲球)、旋轉球(模擬飛碟球)等變因。而為了捕捉球撞球瓶、球瓶互撞的瞬間關係,我們利用數位攝影機(Digital Videlo以下簡稱DV)拍攝整個過程,利用「繪聲繪影7」軟體,放慢影片播放速度及定格處理,一一紀錄、分析球與球瓶、球瓶與球瓶的撞擊關係及最後倒瓶數等數據資料,發現最加入球點,球速與倒瓶關係,入球角度對倒瓶數的影響等。對於國人自創的「飛碟球」我們亦感到好奇,絞盡腦汁之後,終於發現讓球固定旋轉的方法,模擬當球順、逆時針旋轉時,不同入球點與倒瓶的關係。

幫媽媽省瓦斯----太陽能燜燒鍋的研究

我們從媽媽用燜燒鍋煮綠豆湯,開始了對燜燒鍋原理的探討,進而瞭解了熱的傳播方式,及保溫的方法。又想到了我們可憐的地球,在人類大量開採和過度利用下,環境已經受到了很嚴重的危害,而目前能夠利用的能源不但有限,而且幾乎都會產生污染,所以我們把腦筋動到了太陽上,希望能自己做出可以利用太陽來煮食物的鍋子。

那些年我們一起誤解的乾冰

許多人都看過園遊會上的乾冰汽水,將乾冰投入汽水中會產生大量的白煙,投入水中也可以看到相同的情形,對於此一現象,科學的解釋是乾冰昇華吸熱,促使水蒸氣凝結產生白煙,然而在本研究的實驗中發現並非如此,本研究以實驗的觀察對科學家的解釋提出反駁,並提出充足的證據以供佐證。

來電捕手-新概念能源探究

這是我們再次對新式能源進行探討─發電原理排除:法拉第的電磁感應(發電機原理)與伏打化學電池原理。聰明如您,猜猜我們是運用哪種發電原理…我們探討的主題是:如何有效的運用生活周遭的“微力”來發電!以19世紀居里兄弟所研究的“壓電效應”為基礎。壓電電壓對發電效能無能為力、我們研讀資料、尋找關鍵步驟─累壓電路─一個簡單的電路,當作電力輸出的關鍵、改良實驗,將微量電壓加以累積。參考2007全國科展國小組作品:《來電傳晴》、《鼠力發電機》儲能部分,使無法即時儲存的電力,充電到電池中。並推廣成“步行走路”都能發電的“來電箱”,成功啟動馬達、高亮度LED…事實上,這是一個成功的來電裝置,對於環保與永續能源深具研究開發潛力。