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第三名

八中里的居民住得安全嗎?

我們八中里的居民住的大多數是平房,巷道也非常狹小,離基隆河又很近。每當夏天大雨或颱風侵襲後,住在近基隆河的人都會提心吊贍,深怕自己的家園又遭大水侵襲。甚至去年( 83 年)社區的一次大火,幾乎把大家都燒怕了。 八十三年颱風過後,九月份召開里民大會時,有人提出: 『 我們的住家會再淹水嗎?若再淹水,我們該怎麼辦? 』 當時誰也不敢確定會不會再淹水。問題到現在也沒有辦法解決,阿公說: 『 在我的腦海中,小時候的八中里也常淹水,但居民不多,河床也沒有像現在這麼深,雖有洪水但影響較小』目前居民多,為何現在還會淹水呢? 甚至火車、貨櫃車的噪音也常年圍繞著八中里的居民,我深深懷疑這樣的生活品質。年輕一代多數己搬往他處,難怪本校學生數會越來越少(由二十四班降為六班,共 176 人)。 這些問題是如何發生?水流特性如何?是地質與地形的因素嗎?是人為因素或其他原因?火災會再發生嗎?我們的環境、居住品質如何?這些問題在我的腦海中不知已盤旋了多久,在爸爸、里長、本班小朋友、社區的居民、自來水公司新山淨水場陳慶文先生及環保局林家名、黃立鈞先生的協助下,我們展開了以下的研究活動。

驚奇的數

我們定義『驚奇的數』是指一個完全平方數a2,其中a∈N,若 Σn,恰為另一個完全平方數時,則稱a2為『驚奇的數』。本研究是找出哪些以驚奇的數為邊長的三邊形數是平方數。將問題轉換成連續股的直角三角形問題後,發現:當an2為驚奇的數時,滿足二階遞迴式為an=6an-1-an-2。本研究亦推廣上述結果,利用Pell方程式與矩陣計算來求哪些邊長的p邊形數亦同時為四邊形數。處理方法分為兩類:一類可以使用矩陣計算來討論,已討論出附帶方程式部分的初始解情形。另一類無法使用矩陣計算,利用因式分解的技巧處理,發現與切比雪夫多項式有著密切關係。

震震有池-水塔阻尼器設計及減震效能探討

本篇為研究影響水塔阻尼器減振效能之因素,受△f、阻尼大小及水體晃動程度的影響。以自製建物及水塔、彈射平台與地震晃動平台進行實驗,後者平台以電鑽為動力來源,由調光器調整電流而可調頻,連接連桿與電鑽的鐵片長度可調幅。實驗得知,水體與建築物△f在臨界值(調諧)範圍內,水體會因共振效應而有效吸收大樓能量,若水塔底部改為曲面,亦能使水體更易晃動而有效吸收大樓晃動能量;另一影響因素為阻尼大小,網子、內部粗糙度、浮球及隔板開啟狀態均造成阻尼提升。隔板開啟狀態越高,水體自然頻率越低,反之亦然,而加入隔板亦可提升阻尼、降低延遲震盪時間;也許可用隔板開啟狀態調整水體頻率使得設計水塔阻尼器變得更易調整水體自然頻率。

機翼、風阻之研究

我們看到飛機的飛行 · 玩模型飛機者的著迷,便引起我們探討的興趣 · 我們看了有關機翼的書刊,但從書本上所獲得的並不令我們滿意於是引近我們研究的動機。

視網膜感光細胞之電腦程式設計分析

本研究嘗試以自行設計的電腦程式,探討分析眼睛感光細胞的特色。由本研究所設計的圖樣,可以簡易地測量自己是否色盲,還可以比對家中螢幕是否有色差,試著建立模擬色盲患者看見的影像,並撰寫程式應用於盲人導航。

「浮」不起的阿「黽」-探討表面張力對漂浮水黽浮沉現象之研究

當自製漆包線水黽的垂直軸高度越短、垂直軸位置越靠近中心、角度越大,浮率越大;自製水黽腳越長、隻數越多,浮率越大;當自製水黽的腳平貼水面所圍出的面積越大、腳垂直上折的長度越短,浮率越大;水溶液溫度越低,浮率越大。水溶液濃度及水位高度都不影響水黽的漂浮情形;在不同水溶液當中,自製水黽在自來水、糖水及鹽水中易漂浮,在酸性的醋、鹼性的肥皂水及小蘇打水則不易漂浮。在形狀相同粗細不同的鋁框中,越粗的鋁框越不易漂浮。當粗細相同的鋁框等比例放大時,邊長5公分以內的正方形框浮率均接近1(大於0.98),但邊長大於6公分時,浮率會突降;由相同長度摺出不同形狀(開放及封閉)的漆包線及鋁線,浮率都接近1(大於0.92)。

珊瑚生長環境受海洋內波影響?-海洋內波之實驗室模擬

珊瑚(圖1)是很珍貴的海洋生物,珊瑚生長對海洋環境的特性及溫度變化非常敏感,因此往往也是衡量全球暖化環境變遷的重要指標。本研究利用實驗水槽模擬海洋內波碰到不同地形所產生的變化,並從實驗結果推測珊瑚生長和內波的可能關係。結果顯示,內波經過地形障礙物時會受影響而產生複雜的變化,如破碎變形、湧升沉降、越頂、渦旋、反射等現象,這些過程很可能使得下層水上升、翻攪混合,進而造成上下層水密度混合均勻。從模擬結果推測內波抵達東沙環礁或墾丁南灣後,可能會把海洋下層含營養鹽較高的海水帶上來,也可能經由水體上下混合而降低海水溫度。在全球暖化、海水增溫的情況下,內波很可能使得這些地方的珊瑚仍能存活,並減輕白化的威脅。

翻出一片天

去年,學長; 姐找我和幾個同學一起做科展,在過程中我愈做愈有趣。今年我決定再接再厲,而且為了延續這項良好的活動,找同學外我還找了學弟一起來做科展,我以去年的心得跟他們分享,他們聽完之後,很感興趣,我們便開始找題目來做。這時數學課正好在上怎樣解題的單元,老師出了一個翻杯子的題目:「有七個杯口朝上的杯子,每次翻動四個不同的杯子,要翻幾次才能把所有的杯子都翻成杯口朝下?」我們一開始拿了幾個杯子做做看。想不到,把我們搞得暈頭轉向,好難啊!但此時不服輸的細胞告訴我們不要放棄!我便跟學弟們說:在研究的過程中遇到瓶頸是常有的事情,不需要感到驚訝。有人提議說,既然遇到不會的,那就簡化問題吧!所以我們開始以下的研究過程!

熱力四射

有一次到壯圍海邊的親戚家作客,媽媽說這個親戚搬到這一個家(漂亮的農舍),大概只有不到兩年的時間,所以想去參觀其建築方式作為我們自己蓋房子的參考,可是一到這個親戚的家時,所見到的景物與我的想像有相當大的出入,家中的鐵製品尤其是屋外的鏽蝕的相當嚴重。因此我有一個疑問,海邊到底是何種物質使得鐵會快速氧化。碰巧天冷時又看到同學拿出熱包,主要的成分為碳粉、鐵粉與食鹽,令我想知道鐵生鏽、熱與海風與使鐵製品的快速生鏽有何關係?於是我去找學校的自然與生活科技老師,自然與生活科技老師說,可能是鐵的氧化產生鐵離子或亞鐵離子,而鐵離子或亞鐵離子與氯離子產生化學反應形成所謂”錯離子”,於是我要了解是否其它物質也有相同的效果,鐵粉與碳粉及鹽類的用量關係是否也會影響鐵氧化放熱的因素。而員山鄉是個以農立鄉的小鄉村,廢稻草的問題始終是大家的痛,如何提供廢稻草一個新的生命,如果利用乾餾的廢稻草來取代碳粉,而且有更高的成效,就能為廢稻草找到生命中可能的第二春,基於以上數點觀點,我們設計了以下實驗,來探討我們所欲滿足的疑點。

調整金屬粒子在晶體中排列的新方法

依國中化學書中所敘, L 將鋅片用砂紙擦亮,一端彎曲成鈎狀,把直的一端插入約半滿的醋酸鉛溶液。使鈎狀的一端掛在管口上,放在試管架上靜止數小時後,觀察浸在溶液中的鋅片表面上,有什麼東西長出來。2.用同樣的手續將銅片擦亮,浸入硝酸銀溶液中,靜置數小時後,觀察銅片上的變化。我們曾照著上述方法一次又一次的實驗,結果我們所能看到的 a在銅片上只是一小塊白灰色的泥狀銀了,並沒有光亮針狀的銀。b 在鋅片表面初時能出現鉛的晶體,但時間一長就掉落離開鋅片的表面,也就看不到鉛的樹枝狀結晶。因此我們想到是否能找到其中的原因,並進而改進結晶的方法,使能析出排列規則的美麗晶體。