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佳作

三角形西瓦線上的點到兩頂點的距離極值

我們推廣九十五年國中基測數學試題,給定三角形 ABC 與其西瓦線AD,在直線AD上取一動點P,分別討論四種函數 |PB-PC |、PB+PC、PB/PC 與PB×PC的數值變化,並求出四種函數的極大值與極小值,其中相除與相乘的難度很高。本研究特色是分別以雙曲線、橢圓、阿波羅尼奧斯圓、等腰梯形刻劃四種函數的極大(小)值,並特殊化到高、中線與角平分線。有趣的是,在三角形 ABC 的中線上滿足PB⁄PC 的極大(小)值點,是以 BC 為直徑的圓與中線的兩個交點,而角平分線上滿足 PB⁄PC 的極大(小)值點分別是內(旁)心。另外,角平分線上滿足PB×PC 的極小值點落在內心與角平分線截點的線段上。

多功能電力壺~自製環保電池之研究

本研究利用銅鋅導電原理,探討水果汁或泥、酸鹼值等,影響導電的情形。而後測試家中常見水溶液,發現小蘇打水導電效果最好;接著更換金屬配對,從21種組合,找出鋅和不銹鋼的導電效果最好。 發現最佳的組合後,我打算以鋅和不銹鋼做為實驗材料。歷經五代的改良,以金屬串聯方式,克服電壓不足;以USB插頭及充電電池,達到充電效果;以鋅條纏繞不銹鋼筷的方式,結合環保與便利,設計出多功能電力壺。 我的多功能電力壺,只要調好鹽水倒入杯中,交叉放置不銹鋼筷和鋅條,接上USB插頭或是充電電池,就可以充電了。實測結果發現,多功能電力壺不但能讓蜂鳴器發聲,做為緊急求救所用;更厲害的是,能成功將手機充電,讓我覺得好有成就感!

可變電阻在角度、高度、面積、體積之測量與應用

首先利用3C常用之手機十字對焦原理,呈現待測物體之定位點,然後再轉動本科展之三維角度量測儀的齒輪模組裝置,將水平、傾斜、垂直三維角度藉由線性可變電阻的線性基本原理精確地量測出來,實驗結果顯示出此件作品,已可應用在生活上之已知與未知角度的量測,並且利用三角函數之關係達成面積、體積的計算。此儀器成功地控制在工程誤差5%以內,已達成生活應用面之最大實用價值,比美市售精密光學量測儀。

淋淋傱傱-探討物體移動速度與受雨量的關係

又是個陰雨綿綿的日子,進入冬季後的基隆,在東北季風的侵襲,便籠罩在陰溼多雨的氣候當中。對基隆人來說,下雨和雨具在我們的生活中已經是不可或缺的物品了,但總有忘記攜帶雨具的時候,此時一定會被淋成落湯雞,有沒有方法能讓自己比較不會淋濕?據傳言「雨天時,跑步會比走路淋到更少雨」,然而事實是否真是如此呢? 從模擬下雨時物體移動速度與受雨量,觀察到(1)移動速度越快,可以減少受雨量,速度從0.15 m/s提升至2.46 m/s受雨量從2.447公克下降到0.480公克,而速度超過1.60 m/s後受雨的變化量逐漸減緩。(2)上方受雨量變化同樣會隨著速度而有變化。(3)而前方受雨量和移動速度沒有關係,受雨量依然沒有太大的變化。(4)速度超過1.6m/s時,前方受雨量會成為主要受雨面

斷尾求生-大花咸豐草生存密技之探討

大花咸豐草在拔除時非常容易斷裂,無法連根除去,之後便快速重生蔓延,我們懷疑大花咸豐草很類似蜥蜴的斷尾求生。 本研究以假刺莧與龍葵做比較,進行莖拉斷力測試與再生能力實驗;以各種藥劑或實驗,使用顯微鏡觀察莖橫剖面與外皮。研究發現,方型莖內不連續不均勻的厚壁細胞與木質素使受應力不平均;分布於莖角落的厚角細胞使缺少彈性;完整明確的輸導組織增加支持力與硬度;莖節處橫向木質化纖維與不連續縱向纖維,使容易在莖節處斷裂;緊貼表皮的含木質素的輸導組織韌皮纖維團使表皮堅硬。此五點為大花咸豐草的斷枝機制。並發現大花咸豐草在演化上有木本植物的特性。這種以退為進,類似動物斷尾求生的斷枝方式,為大花咸豐草的生存密技。

氣動式軟型人工肌肉機器手~自製復健輔具

「氣動式軟型人工肌肉機器手自製復健輔具」以氣體當作動力,且以矽橡膠作為承受載具,結合纖維增強結構設計,當矽橡膠載具空腔充氣後,造成特定應用要求方向的彎曲,模擬帶動手部肌肉重複運動狀態,達到手部的復健效果。 我們開發了柔性氣動制動器的簡單製造方法及便利的測量系統,如柔性氣動制動器加氣壓時產生力曲率半徑,扭曲,延伸軌跡和制動期間的輸出表徴。為了操作模擬柔軟的機器手套,設計人工操作氣壓控制系統,包括氣壓分流閥和閉環調控閥以調節壓力,而設計了柔軟機器手復健手套的系統雛型。 根據熱能鬆筯的生活觀察,結合遠紅外線加熱纖維布及自製多型柔性氣動彎曲制動器,製作了第一款方便可攜式柔軟並加熱的軟性機器手復健手套系統。

當紅不讓-洛神葵花青素萃取及果凍製作

洛神葵是台灣台東地區粗放栽培的一種耐乾旱植物。文獻證明洛神葵萃取液富含花青素、多酚、維生素C等具有抗氧化活性的物質,對預防醫學甚有助益。實驗結果發現:固液比1:20、加熱萃取溫度100℃、萃取時間30分鐘(pH 2.26),為洛神葵花青素萃取之最適條件,可萃取出最高之總花青素含量為119.8 mg / 100 ml。在100℃加熱萃取60分鐘可萃取得總多酚含量為449.2微克/毫升、DPPH之清除能力為30.18%。由此可知洛神葵萃取液不僅富含花青素且有極佳之抗氧化能力。 為了增加洛神葵之加工應用性,實驗選用吉利T粉為膠凍材料、以吉利T及細砂糖之添加比例為變因製作洛神葵果凍。官能品評得知:細砂糖15%、吉利T 4%及細砂糖20%、吉利T 4%的果凍成品喜好度最高。

斑斑可考-環境因子對蛇目蝶眼紋發育影響之初步探討

蛇目蝶眼紋大小的生長模式十分複雜,與環境因子有很大關聯;本實驗旨在探討不同環境因子與眼紋大小、不同環境因子與白帶之間的關係,實驗結果顯示溫度為影響眼紋大小最顯著的因子。我們更進一步找出溫度影響眼紋大小的關鍵齡期。溫度與眼紋大小的關係多呈現顯著的正相關,亦即溫度越高,眼紋就越大。我們可以建立一個眼紋發育與溫度的關係模式;並且發現同一蝶種不同眼紋發育趨式並不相同;同時發現溫度對不同蝶種的影響亦不相同。

Dragon Curve

所謂的Dragon Curve即是在座標平面上從原點畫一線段,以此線段的另一端點為支點轉動一個角度後,再以新圖形的另一端點為支點,轉動相同角度,重複多次所得到的圖形。 我們以環繞係數概念為基礎,推導出能計算Dragon Curve上每個節點的公式,經探討所有平面上Dragon Curve,發現只有60°、90°、120°、240°、270°、300°的Dragon Curve具研究價值。其中,60°和300°等價,90°和270°等價,120°和240°等價,三組性質各異。我們主要探討60°、300°和120°、240°兩組,其中又以120°、240°為重。 為了探討Dragon Curve 的行進狀況,我們引進一種新的位移向量數列。由此我們發現60°和300°的Dragon Curve將會緩慢繞過平面上所有三角形網格,並通過每個格子點無數次。而120°和240°的Dragon Curve不會通過平面上每個格子點,同時也不會有通過同一個點兩次的情形發生。

感覺對了嗎?高砂鋸鍬形蟲的溝通行為研究

高砂鋸鍬形蟲會溝通嗎?用什麼器官及如何溝通?研究發現高砂鋸會溝通。打鬥前,雄蟲與雌蟲分別以每秒2.93次及1.6次的頻率震動觸鬚,再以每秒0.47次及0.11次的速度向敵蟲伸吐口器,是為示威的溝通。 交配時,雄蟲與雌蟲會使用生長在頭部的觸鬚、小顎鬚及口器,以觸覺及非觸覺的形式傳遞及接收訊息;並透過生長在腹部下緣、腹部及頭部背板的表皮結構,以觸覺的方式接收訊息。 雄蟲打鬥模式可簡化為「插」、「夾」、「舉」、「拋摔」;雌蟲則為「下壓」、「夾」、「舉」、「拋摔」等四個步驟。交配模式可分成「觸動」、「觸刷顎點」、「觸動輕拍」及「交配」等四個階段。