全國中小學科展

第三名

101奇幻阻尼鋼球-以單擺原理和慣性定律模擬101大樓調諧質量阻尼器的減振效應

目的:自行設計組裝震動台和單擺來模擬101大樓和調諧質量阻尼器的振動模式;另以空瓶裝水取代單擺,以慣性定律驗證單擺的減振效應。方法與結果:自行定義震動台振動週期(TV)、連續30週期振幅衰減係數(m)、振幅衰減60% (90%)所需時間D60 (D90)--三項合稱「振動模式參數」用來評估減振效應。平推震動台振幅1、2、3公分對TV及m不造成影響;質量效應增加則TV、D60皆增加,m值變小。擺長1.5、3、4.5、6公分單擺固定於震動台上,結果以擺長3公分之TV最長、m較大、D60最短;進一步以保特空瓶裝水取代單擺互相比較,結果TV相近、m最大、且D90較短。結論:當單擺週期與震動台週期相近時,減振效應最佳!保特空瓶裝水振動時受慣性定律影響,可輔助說明單擺的減振效應。

追蹤日月時

難得一見的日食、月食突然在某時刻出現天空都會給人或多或少的震撼,甚至引發短暫無窮的遐思。今天它們具有的神秘色彩已漸淡化,有關天文的書籍對這方面也有詳細的介紹,然而何時出現日、月食,卻難以理解,莫測高深。我們相信宇宙中星球的運行有規則性,因此日月食的發生必有模式可遵循。

植物百寶箱-探討自製植物箱植物生長之可行性

本研究以自製「植物箱」,模擬取代自然環境中之最佳光照、溫度與溼度,建立較適宜植物生長的環境。植物箱以感光計測試燈管光度,以紅外線溫度計及溼度計測試箱內溫、濕度變化。實驗結果:一、T5燈管的紅藍光比例,對植物生長有密切關係,配合定時器裝置,可取代太陽光之照射。二、水冷機控制貯水槽溫度,結合風扇向上吹送,有助於水氣蒸發與凝結,達到溫度控制。三、溼度控制器結合風扇向下吹送,有助於水氣吹送,形成循環對流,達到溼度控制。四、自製「植物箱」植物生長之研究,可為智能環控確實可行。本裝置採密合及低功率節能方式種植,與外界呈隔離狀態,不受天候影響,可避免病蟲害及農藥,除可創造極大的經濟價值外,更能與地球永續共存。

配對奇「跡/機」-SET遊戲的探討與變型

以探討SET遊戲紙牌配對的所有組合情形為研究起點,分析歸納而窮盡出15種配對類型。針對「如何不剩牌」的目標,進行猜想並驗證「在操作上若自始至終皆用同一種配對類型便可把81張牌全配對完」,也意外發現紙牌構成的大九宮格中任一小九宮格中皆有「4條組牌軌跡」構成的胚騰(pattern),若放大到大九宮格中觀察則也有相同的胚騰。若在大九宮格中進一步運用組牌軌跡換牌,最多可同時出現7種配對類型;但我們也發現「小九宮格內若出現例外情況(未出現四條組牌軌跡)時,則最多可讓大九宮格的內部同時出現15種SET配對類型」。此外,從機率的角度出發,經特殊化到一般化的推演歷程,獲致「桌上牌最少要發21張才必有SET出現」。

利用陽光產生熱水

上自然課時,老師告訴我們:夏天要穿白衣服才會涼快,冬天要穿深色衣服會更溫暖,這是什麼道理呢!香溪我們在陽光底下游戲的時候,被陽光曬得又熱又痛,而我們晚上洗澡所用的水,怎麼不用陽光來加熱呢?於是我們好奇的請教老師,要怎麼利用陽光來產生熱水的問題,老師給我們做了詳細的解說,於是我們就興趣勃勃的開始實驗工作了。

看不見的風,抓不著的水──乒乓舞孃

第一次接觸到老師的自然課,就讓我們留下深刻的印象,那天老師拿著一台吹風機,什麼也沒說就把乒乓球擺在吹口上接著打開吹風機「哇!吹風機都那麼斜了乒乓球還沒掉?」同學發出一聲驚呼,「這是什麼原因呢?」老師問著「請各位在學期末給我答案 … … 」底下是從我們的期末報告中加以改進的記錄。

沸水中的泳者

冬至那天,我在廚房幫媽媽煮湯圓,媽媽告訴我,煮湯圓要水沸了,湯圓才能放進水裏,等到湯圓浮起來時,就熟了。當時我覺得很納悶,為什麼要水沸了才能放進去,而當湯圓浮起來時,就表示熟了呢?於是我問媽媽,媽媽說:「這是前人的經驗。」我又去問同學,同學也都都不知道,於是我和幾位同學決定追根究底,去請教老師,並在老師的指導下,做了一系列的的實驗。

電不電有關係--『奇、檬』子的問題

本研究旨在找出影響果汁電池電壓、電流大小之因素,進而改良、設計出一電壓穩定、\r 電流大之簡易果汁電池。綜合本次的研究結果可發現:\r 1. 電壓:選擇氧化還原電位差異大的金屬當正、負極,即可得到電壓大的電池\r 2. 電流:選擇檸檬當電解質並加入食鹽,且電極距離要近、深度要深、接觸面積要大,把握\r 這幾項原則,就可以製作出功率、電量都不錯的電池。\r 3. 自製加鹽奇異果汁的電量為31.5 mA〃h,而加鹽檸檬果汁的電量為70.8 mA〃H(只測試\r 一片鎂-銅電極所做的電池)\r 4. 將電極,像鉛電池的單槽電極般放置,電流顯著增加。利用此種方式,自製一個1.5V、\r 220mA 的加鹽果汁電池。

鹽水奇異振動現象之探討

將一紙杯底部穿一小孔,裝了鹽水,置於一預裝清水之透明杯中,如圖一所示當然最後這兩種液體將混合在一起,但如果你將其中之一染色,在它們混合前你會看到一奇怪的現象。就是鹽水下去一股後卻停了下來。接著清水亦冒上來一股,如此下去形成振盪現象,且這種現象可以持續幾小時,為什麼會如此?這振動週期又與何因素有關。這都是我們要研究的。

水牆

打開水龍頭,水唏哩嘩啦地一瀉而下垂直沖撞槽底,當水流經一段距段距段人驚訝地圖然升起,形成一到水環,這道水環似乎不像是水波,我們姑且稱他為“水牆”,今若加大流量則見水牆向外移,而用砂紙舖在槽底水牆半徑則變小,除了這些還有什麼變因影響水牆呢!產生水牆的原因及其遵循的法則又是什麼呢?