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第三名

蜘蛛

每當打掃清潔區的時候,同學們常被蜘蛛網黏得滿頭是蜘蛛絲,有時候想消滅牠,但又找不到牠躲在什麼地方?把網清除了,明天又結了一個新網。自然課本裹對這紡織的能手也沒有詳細的提過,因而引起了我們對牠觀察研究的興趣。

實驗探討影響共鳴空氣柱有效長度的變因

高中物理實驗十五共嗚空氣柱﹝註1﹞,已知頻率 f 的音叉在圓柱形共鳴管口振動,調整共鳴管水位,當有最大共鳴聲時,量出空氣柱長l=λ/4,由聲速Vt=fλ=4fl和Vt=331+06t﹝t為空氣溫度﹞做比較,結果相去甚遠。另取玻璃瓶(非圓柱狀)盛水,相同音叉在瓶口振動,共鳴時的空氣柱長度和圓柱型不同,引起我們進一步研究的興趣。

竹蟬是胡琴的老祖宗-探究弦樂器的構造、發聲方式及製作簡易絃樂器-

竹蟬是胡琴的老祖宗-探究弦樂器的構造、發聲方式及製作簡易絃樂器-竹蟬是我們喜愛的童玩之一。由玩竹蟬的遊戲,我們發現它是自然課本有關「聲的現象」探討的好教材。「聲的現象」佔一至六年級自然課本4/78(5.1﹪);顯示它是特別重要的題材,因此我們決定深入研究。首先,我們收集與主題相關的參考資料,發現在第37 屆全國科學展覽會中有研究「竹蟬變聲術」的作品。經過了解,它的作品內容探討範圍很小,只針對「竹蟬材質和聲音的關係」作研究。在實驗過程中,祇準備13 個用竹子鋸成2.5 公分的竹筒和紙筒13 段,而我們共準備了上百個各種竹蟬,同時變因控制也較客觀(規格一致),他們製作的有些材質的竹蟬實驗極限圈數,只有1 圈或5 圈,就在十多種材質中,比出高低頻順序,實在難以叫人信服。於是,我們擴大研究範圍:(一) 先針對發聲原理--探討發音的方法和發音的特性。(二) 再藉由它來尋找絃樂器的發音特性。(三)進而利用它來自製簡單絃樂器--胡琴。實驗過程中,我們採用較實際明確的方法--創新的聽判法(二分法)噪音測量器;同時,各種材質的竹蟬實驗極限圈數,都必須60 圈以上。經過我們對竹蟬、胡琴深入研究後,發現:(一) 竹蟬和胡琴的發聲方式與發音特性相同。(二) 不同的是:胡琴可以用手指壓住絃的位置,控制它的高低頻,奏出美妙的歌曲。竹蟬就是無法隨心控制它的高低頻,因此無法奏出美妙的歌曲。依據以上的實驗歸納,由無法控制高低頻的竹蟬,進步到可以控制高低頻的胡琴。我們可以說:竹蟬是胡琴的老祖宗。

翻滾吧!骨牌~旋風魔方陣

推推樂的連鎖效應遊戲是多數人對骨牌的印象,殊不知骨牌上的點數也可以營造出好玩且具思考性的數學拼組活動,有幸在去年高雄市的科展中看到多米諾骨牌的活動介紹,激發了我們深入探究的動力,因此以骨牌拼組的九宮方陣作為本次研究的主題。本研究將骨牌上的點數改換成數字模式,製作出整組的數字骨牌,進行九宮方陣的拼排,在窮盡所有的組合中,我們歸納出三大組型~對稱型、可逆型及單一型,並分別進行規律的分析與探究。再則,我們也發現同骨同 N 不同組法的骨牌組成元素及同骨不同 N 的骨牌組成元素,並利用自己研發的交錯搭配法來快速研判能否拼組成功。除了九宮方陣外,我們運用九宮方陣的性質延伸設計出更有難度的方連組型及風車組型,並將此本次的研究成果設計成五套益智動腦的遊戲組,讓大家一起來挑戰動腦筋。

舒適的高空之旅--探討貓空纜車車廂通風方式與空氣對流、溫度的關係

貓空纜車車廂在通風方式進行了三個階段的改善,究竟效果為何?又有多少效益?而在\r 夏天車廂行進時該以何種通風方式最好,冬天又該以何種通風方式最佳?經由實驗與數據的\r 分析結果,我們得知夏天搭乘纜車行進時,想要最涼爽、最舒適的通風方式,就是將迎風面\r 上方的兩扇窗戶都開到最大為九十度,同時也把車廂門上方的窗戶打開,而將背風面上方的\r 窗戶關閉。冬天希望保持車廂內通風,但又不會覺得寒冷,則以穿保暖的衣物再將迎風面上\r 方的兩扇窗戶都開到為四十五度,同時也把車廂門上方的窗戶打開,而背風面上方的窗戶也\r 打開,為搭乘纜車時最佳的方式。而在夏天纜車車廂行進時,比起車廂全部封閉的情況,改\r 善後的最佳通風方式可高達48.68%的效益。

冷凍微膠技術在雙叉乳桿菌的應用

雙叉乳桿菌被證實具有抗癌,抗腫瘤甚至有效延長 AIDS 病人的壽命,且能養顏美容在本世紀被譽為「長春不老的靈丹」。然而雙叉乳桿菌是屬於嬰兒腸道內特有的益菌,是一種厭氧菌,在有氧條件下易受氧的傷害,另外易遭受人體胃酸及膽鹽之破壞,所以為了讓其有效在人體腸道內生存,必須尋求有效的解決方法。

「紙」溶於水,「馬」上分解?

由廁所中的標示開始,我們蒐集市面上常見的衛生紙用品進行物理特性研究,試著找出它們與馬桶阻塞的關係,並以問卷調查民眾的使用習慣。得到下列結果:一、本次實驗的衛生紙用品全部含有螢光劑,皮膚敏感的人需要特別小心使用。二、面紙最輕,卻又不易破損,物理強度又強,泡水三個月後仍然維持原狀。三、衛生紙物理強度較弱,但吸水性最強,最容易分解碎裂,不論是抽取式或平版,只要使用張數在四張以下,都可以順利沖入馬桶中,而不會阻塞。四、除了面紙以外,濕紙巾或紙手帕等不易破裂分解的衛生用紙張,最好不要丟入馬桶中,以免造成阻塞。五、衛生紙用品會不會阻塞馬桶,與使用張數有關。一次使用六張以上才會有阻塞情形。六、問卷調查發現,有 98%的民眾家中廁所有放置垃圾桶,擔心馬桶阻塞。

數學家的秘密花園-- 萬花尺作圖之研究

我發現萬花尺是由兩圓互繞,竟形成那麼特別的圖形,便開始研究圖形成的原因。我從動態模擬萬花尺機械作圖開始,發現機械作圖的原理是用齒輪控制圓形的轉動,以至於可以控制花瓣數量,試想,如果不是因為齒輪,機械作圖總有誤差,要維持大小兩圓半徑在整數比的情況下是非常困難的事情。處理外圈是橢圓的情形時更是如此。 處理完機械作圖後,我找出控制萬花尺圖形的擺線方程式,這時候有兩個重點: 一、試著用方程式模擬並解釋機械作圖的所有樣態。 二、利用方程式內抽象的係數變化,討論原本機械作圖無法作成的圖形,包含外輪擺線的部分。

奇妙的晶體.

平常煮菜作湯的?和味精,都是一種漂亮的晶體,何不自己動手來做一些假寶石(晶體)呢?說不定能因此而發現一些規律性呢!

矽藻的構造與運動之謎

有海洋珠寶之稱的矽藻( Diatom),長久以來即以它那華麗的外殼吸引許多人的注意,但我們卻被它的另一種能力所迷惑,它們沒有偽足、纖毛、鞭毛等單細胞生物的運動器官,卻能在水中運動,到底是什麼緣故呢?