全國中小學科展

第三名

「紫爆」不助我!--環境中細懸浮微粒(PM2.5)的偵測研究

球表面覆蓋範圍約一千公里的大氣,而大氣中的PM2.5(氣膠的一種)在生活中或許不容易讓我們發覺..... 然而卻時時刻刻都漫佈在我們的生活週遭,並成為我們呼吸空氣的一部份,嚴重影響到我們生存的環境及生活品質,甚至讓我們的健康受到威脅,此研究以LASS開源公益的平價Ameba與LinkIt one開發板及G3 與A4感測器所組成的感測裝置進行PM2.5的偵測。研究結果:(一)LASS監測PM2.5濃度的作法適合運用在對地球環境的了解與調查,(二)新北市新店區的PM2.5濃度比彰化縣大城鄉來得低,(三)不同距離馬路位置(遠近、高低)PM2.5的濃度有差異,(四)空氣流動會影響PM2.5的濃度,(五)N95口罩防護PM2.5的效果最好,(六)意識到力行環境保護的重要性。

觸而及「發」-自製不插電桌球發球機治具之成效探討

本組以環保題材設計雙輪桌球發球機。第一代純手工發球機至利用3D及雷切機輔助,製作出五代發球機,設計過程我們發現桌球質量很輕,3V玩具馬達即可帶動並調整發射管角度可射出各位置的球,實驗中我們發現,發射輪間距以35-37mm最佳、輪上套橡皮筋以10mm寬堆疊2-3條最佳,此外左右輪要獨立馬達配合可變電阻可發出旋轉球。利用電流大小(切換電池或變壓器)可模擬不同速球及殺球的速度,而送球轉盤設計成一個洞,配合100Ω可變電阻可控制1:90TT馬達,達合適的送球速度,送球轉盤與底座距離以球半徑最佳,不會卡球。最後此機元件當成治具可利用紙板及環保材質替代,作出發球機節省很多時間且準確,適合桌球愛好者使用。

防風雨傘

在強風中使用雨傘,很容易因風壓造成雨傘翻覆損毀,本創作之目的為研發一種新型的雨傘來改善這個問題,我們在雨傘上裝一些導流板形成氣動面,讓風壓的作用力有其他方向的分向量,藉以降低損毀雨傘的作用力,另外雨傘旋轉所產生的角動量,會形成陀螺效應,使雨傘具有水平穩定的慣性,讓傘面不易翻轉,我們也製作了新型的雨傘的樣品與傳統雨傘相比較,大約可提升28%的抗風能力,可使雨傘在風中更穩定也更安全。

通訊「鈴佔」礙

遍佈每個家庭最普及的家用電話從發明至今已1百多年展史,隨著行動與網路通訊的流行很少科技業繼續投資創新改良,最常令人詬病是話筒未掛上時就會造成無法通訊產生佔線問題。 本研究讓原本已有的家用電話不需做任何改裝或更換,只要將作品接到電話線中,一旦發生話筒未掛好會先以警示語音提示,並啟動防佔線閘斷功能截斷通訊,讓佔線不再繼續發生,在話筒被拿起來這段期間對方仍可來電,這時不用改變話機的使用習慣去解除已啟動的防佔線設定,只需把話筒放回話機上再拿起即可輕鬆接聽對方電話。

大家來看太陽的高度角

五年級下學期自然科學裸程的第九課─「太陽與季節」中,講到太陽在照射地球時,會隨著月份及季節的不同,而產生方向及高度的改變,而在五年級下學期第一課做過「太陽高度角」的測量。為了延續這個實驗,驗證說法,我們就動手做這個實驗。

趕上潮流

因著對潮汐的好奇,我們透過到海邊的實際觀察,請老師幫我們申請外埔、淡水、東港及花蓮等潮位站的海象資料來進行數據分析,最後根據研究時的推論設計實驗,加以驗證。研究結果發現: 一、剛開始退潮時的前三小時,海水水位下降速度會越來越快。二、海水水位會在地球背月處鼓起的可能原因為地球自轉產生的離心力、月對地與對海水的引力不同、及地月繞共同質心旋轉時產生的離心力。三、一天中的海水水位,以月過中天的時刻較高。四、農曆初一、十五附近,滿潮水位比較高。五、在外埔地區,農曆日期(x)與滿潮時刻(y)的關係可用方程式 y=0.8404x-2.4759表示。六、不同的海岸地形會使得水位產生高低不同的變化。

風去橫生-無葉片電風扇的製作與研究

本研究透過自製無葉片電風扇,了解其構造及原理,並透過改變其基本構造來了解影響其風力大小的因素,而在通過實驗及觀察後發現下列幾點: 一、本研究從實驗中推論無葉片電風扇壓縮的出風口應有一定的距離限制,來確保風可以被最大限度壓縮而放出。 二、無葉片電風扇在從加壓出風口將風送出的時候,無葉片電風扇的中心位置是幾乎沒有風的,而風速最大是在位於離開出風口處一段距離的地方(約4公分)。 三、從實驗可以推論無葉片電風扇的主體材質不同,會影響其風力表現及其所發出的聲音,而實驗中以塑膠為主體的無葉片電風扇表現較紙類為主體的為佳。 四、本研究所製出的無葉片電風扇在風量達到最大平均值時,經過計算已達到氣流倍增的效果。

對稱構造多邊形有向面積等面積線探討

本科展目的在於研究一個點對多邊形各邊做對稱點,並將對稱點依對稱順序依序連起來所構成的多邊形有向面積,並探討其等面積線的圖形形狀。經研究發現對於多邊形僅可能出現圓形,直線及平面等三種情形。最後,我們想要找出構造等面積線為直線的方法,並得到一種可行的構造多邊形方法。

十二枚金幣的奧妙

在一個偶然的機會裡,知道了一個流傳於同學間的益智趣味數學難題。題目是「國王想為聰明漂亮的女兒,選位夫婿,他必須是全國最有智慧的人;所以國王拿出十二枚金幣,其中有一枚是假的,但不知是較輕或較重,誰能用“天平”秤三次,把那枚假的秤出來,誰就能娶得公主 … … 」我和幾位好朋友,以不服輸的精神,突破難題。在研究的過程中,我們也發現許多有關「十二枚金幣的奧妙」。

珠混魚目如何有效分離─震動、攪動、簸動對固體對流影響之探討

地科中的靜水沈積,層理為“ 下粗上細”,但當我在混合“三合一”咖啡時,卻發現,無論如何震動、攪動 … … ,總呈現“下細上粗 ”讓我十分好奇,想設計一簡單方法,建構一理論,一探究竟,並能應用於日常生活中。另外,以簡單可行的實驗條件來應證老師所說的反擴散理論【註】 也是我們的動機之一。(註:老師說:「反擴散現象違反熱力學第二定律“平衡趨向最大亂度” 的情形。」