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第三名

「震不震」的住

本研究是探討與地震相關的阻尼器現象,並運用簡單的器材來設計簡易的地震模擬振動平台來測試阻尼器的效用。實驗是用台車、彈簧、樂高積木板來建構地震模擬振動平台,樂高積木來建構建築物模型,砝碼來模擬阻尼器,結果如下:一、利用彈簧拉力,讓地震模擬振動平台能水平來回擺動,模擬水平移動的地震。二、懸掛式砝碼(似擺錘)能減少建築物搖晃情形,且砝碼移動方向會因慣性而與建築物移動方向相反。在改變砝碼重量的實驗中可以發現砝碼越重,越能減少建築物搖晃的情形。三、固定砝碼重量,改變砝碼位置的實驗中發現,砝碼擺放位置越高,越能減少建築物搖晃的情形。實驗結果可用以解釋台北101大樓中重達680公噸大圓球阻尼器設置於88-92樓的原因。

有趣的浮力溫度計─\n固體溶解度與溫度關係的探討

在一次偶然的機會中發現投入水中的雞蛋會在加了鹽巴之後上浮,我好奇的去問老師,當時老師告訴我是因為溶解度影響了溶液的密度而使浮力改變。我便想趁此機會探討溶解度與溫度的關係,又在查資料的過程中發現“浮況子”的實驗很有趣,於是我聯想到可以利用改變溫度造成溶解度的變化進而影響物體的浮況,再利用此原理做出趣味的浮力溫度計。

太陽打從西邊出來?—地球與金星上太陽在空中位置變化的情形

上自然課時,老師在教月亮以及太陽這個單元時都用了一個Stellarium模擬軟體,我們發現從這個軟體可以觀察以前我們所無法觀察到的天體,感覺很有趣也很容易了解。藉著本研究主題,我們終於可以一探有關太陽移動軌跡的秘密,而不必透過長期的觀測,更可藉由軟體的功能,進行地球與金星上太陽在空中移動軌跡的實驗研究,讓我們了解到,原來太陽位置的變化是受到了行星自轉軸傾斜角度及其自轉、公轉的方向與速度的影響,並且觀察者所在的觀察地點的不同也會發現太陽有不同的位置變化情形。這次的探究活動,讓我們印證了課本中所學到有關太陽的概念,並相信太陽有可能打從西邊出來,只是,不是發生在地球上。

追!追!追!~多邊形追逐軌跡之探討

http://jwilson.coe.uga.edu/emt725/Four.Dogs/four.dogs.html數學網站有以下此問題:「有四隻狗分別位於正方形的頂點上,在同一時間開始以同一速率依逆時針方向追向下一隻狗,求每隻狗所留下的軌跡形狀及此軌跡的長度。」當我認真尋思此問題時,發現這是個非常有趣複雜的數學謎題,可視不同的給定條件而變化多端,於是開始了這趟有趣的數學之旅。

以三角形方程式Cosθ=α,Cosθ+KCosMθ=0之觀點探討等速圓周運動及簡諧運動

自從孩提時代開始,我們就開始學數學,而所需要學習的內容,也從簡單之加減乘除到現在的方程式、極限、數論等。但在學習過程中,我們發覺到,學習數學越學越抽象,越學越不知道它到底有什麼用。長久的累積下來,使我們內心裡渴望著,期望在學習數學當中,能知道它的實際用途,而不是一味的在解老師們所交待下來的一些一知半解的問題而已”有鑑於此,我們就結合了兩三個好友,專門在日常生活當中,所容易接觸到的一些問題,想辦法用數學觀念來加以解釋,甚至從中尋找出規則或新的現象來。最後我們發覺像我們常常碰到的如「兩人繞圓周賽跑,分針與時針運轉、分針與時針追趕、彈簧之振動.......等,其實都可以用三角函數的觀念來家以解釋。因為這是一個集思廣益的工作,因此我們無法像一班人寫書一樣,作一個很有系統的理論推演,我們只能約略的提出具有代表性的9個問題,然後以這九個問題為中心,勾畫出我們今天所要講的主題

重疊方格的速算法

有一天在書上看到了一個圖形(如圖一)書上提出了一個問題,究竟這個圖形共有多少個正方形(大小不同)?於是拿出筆來仔細的研究一番,發覺此圓形中每邊一格大的正方形有(如圖二)4 ×4=16 們;每邊兩格大的正方形(如圖三)有 3×3=9 個;每邊三格大的正方形(如圖四)有 2×2=4 個;每邊四格大的正方形(如圓一)有 l×l=l 個故此圖形中共有正方形4x4+3x3+2x2+1x1=4 2+3 2+2 2+1 2=30個此恰合1 2+2 2+3 2+4 2+......+n 2之形式,經請教老師的結果得知1 2+ 2 2+3 2+....+n 2 =1/6n(n+1) (2n+l),因此若欲解決有如上式形式的問題最簡捷的方法是1.算看看每邊有幾格小正方格 2.若每邊有 2 個,則 n=2 ;每邊有 5 個 n=5...再將n個代入1/6n(n+1)(2n+1)很快即能求得答案”解決了上述問題腦中突然浮現了三個問題:(一)假如原圖是個長方形則究竟(如圖五、圖六)1/6n(n+1)(2n+1)是否管用?若不能用究竟又要如何才能很快的求得答案。;(二)如在每邊 n 個小格的正方形中閻挖掘小正方形(如圖七、八) 則在此圖中,究竟合有多少個實心正方形?(正方形面積完整)(三)如在每邊 n 們小格的正方形中問挖掘小正方形(如圖七、圖八)則若單以所劃正方形(空心)為準,究竟又有多少個呢? 為解決心中疑竇遂邋了陳瑞靜來共同研究,皇天不負苦心人”終於解決了這三個問題,以下就是我們兩人的研究過程與結果”

繩「紙」以「法」?紙繩應用在生活中

從媽媽用來裝點心的盒子的紙繩裡,讓我們突發奇想,設計製作一台有趣又新鮮的「自製紙繩編制器」。利用平常最常見的報紙、便宜又美麗的皺紋紙,編製許多的紙繩。從紙繩的長度、圈數、纖維方向、材質中進行載重量和拉力的實驗比較,並讓我們意外發現紙繩真的可以承受很重的東西。因此,我們如果利用看完的報紙、廣告紙、皺紋紙製成紙繩,應用在生活中,不但可以減少垃圾,而且說不一定可以取代塑膠製品,減少環境污染。最後我們將編製好的皺紋紙紙繩和報紙紙繩編製成許多日常生活的物品,有運動的、有裝飾的、有實用的穿著配件等;而且發現浸過亮光漆、蠟或白膠水的紙繩製品, 有的可以增加防水性,有的可以增加載重量。

火車快飛(數學之旅─魔陣秘笈之尋覓:學以致用篇)

在去年的科學園遊會上,有同學拿回乙份數學方面的問題,題目為「用 1 至 9 的數字,填入下圖的方格中,使田字的4個方格數字,加起來的和等於( 1 ) 16 ( 2 ) 20 ( 3 ) 24 。」 當試題落到我們學校去年科展數學研究小組的手上時,學兄學姊都異口同聲說:「啊!哈!只不過又一次“線 ─ 交點法”的應用而已。」因此,引起我們研究的興趣。由於他們的研究正如火如荼,就決定派一位學姊抽空指導我們,向這擂台挑戰。經驗豐富的學姊保證,一定會一樣讓我們找到所有的答案,並知道「為什麼 ? 」,而非僅有一種嘗試成功的短暫喜悅而已。總而言之,也是一趟令人著迷的數學之旅。

由不定方程x2+y2=z2,x2+y2+z2=w2支解正整數解探求整數三角形結構

探討海陸溫差與海風風速的關係

國中地科第九章曾提過海、陸風的機制,由於陸地和海洋的比熱不同(陸地比熱小,海洋比熱大),白天陸地上的空氣溫度較高,密度較小而上升,促使海面上溫度較低,密度較大的空氣流向陸地補充,形成了海風。然而當我們白天至海邊時會發現:一天之中海風風速有強弱之變化,通常上午風速較小,午後風速較大,此外,風向也略有變化。這些現象使我們不禁感到好奇,究竟是什麼因素造成了這些變化?