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第三名

除霧‧防霧大作戰--兼作天然防霧拭鏡紙

透過模擬實驗,知道鏡子起霧是因水蒸氣遇到冷產生顯著溫差,在鏡面上凝結成霧。就\r 像從冰箱取出的飲料罐外頭凝結了小水珠(霧)及喝熱湯時在鏡片上形成霧一般。\r 將起霧的鏡子,利用吹風機的熱風吹,可迅速除霧,是因小水滴吸收熱量,及空氣的流\r 動,將水滴蒸發、乾燥。利用吹風機的冷風吹,加速空氣流動,也可較快乾燥水氣。放\r 在室內自然蒸發的方式除霧較慢,是少了高溫蒸發及空氣流動的緣故。\r 防霧劑和各種化學合成洗劑,幾乎都能有效防霧,因含有界面活性劑,可降低或破壞水\r 的表面張力,使水氣無法在鏡面上凝結成水珠(霧)。但這些石化製品,卻會危害健康及破\r 壞生態。因此,我們設法尋找含有天然界面活性劑的洗劑來取代,並用其水溶液養植黃\r 金葛以證實安全無虞,進而研發調配成天然防霧拭鏡紙來防霧,符合自然、環保、健康\r 又方便攜帶的優點。

三角形周長等分線的作圖與數量分佈

從基測的一個題目開始,過三角形頂點作出周長等分線,發現三條過頂點的周長等分線交於一點。再把指定通過的點 P,換成三角形邊上任意一點,畫出過 P 點的周長等分線,在眾多周長等分線中,我們發現了一條特殊的周長等分線,其他的周長等分線,中點皆落在此特殊周長等分線上,在文中,我們稱之為基本等周線。後來我們將 P 點改為任意指定的一點,作出過 P 點的周長等分線。我們找到了一個類似三角形的曲線區域,在文中稱為包絡區,當P 點在包絡區內部可繪出三條周長等分線,在這個區域的外部,只能作出一條周長等分線。

曲直分明--為何纜車的握臂是彎的?

我們發現各地纜車握臂形式大部分是彎曲的,這是為了美觀?還是有其他目的呢?我們模擬纜車的形式,試做直握臂纜車及彎曲握臂纜車,發現當纜索張力越大時,兩種纜車受到側向力(風)影響後,擺動的時間縮的越短。彎曲握臂纜車受到側向力(風)影響後,擺動的時間比直握臂纜車短,直握臂纜車會產生「單擺運動」,但是彎曲握臂纜車擺動「非單擺運動」。增加纜車的重量,直握臂纜車擺動仍然是一種「單擺運動」,彎曲握臂纜車擺動時間隨重量增加而減少,有穩定的效果。改變握臂形式,當「ㄑ」、「?」、「I」、「L」四種握臂形式纜車,受到側向力(風)影響後,「L」形握臂纜車從晃動到靜止所需的時間最短,「ㄑ」形握臂纜車所需的時間最長。

神行太保 ─ C蝸步行蟲

當我們上「生物的繁殖」那一課時,有一位同學帶來了一隻外形亮麗又很奇特的昆蟲,我們一時好奇,又想多了解這種昆蟲的習性,於是我們在老師的指導下,展開了一趟探討步行蟲之旅。

遠端遙控巡堂自走車

長久以來校園安全一直是大家最為關注的話題,但是幅員廣大的校園仍舊暗藏許多危機。多數民眾大都以為裝了監視器便能解決此一問題,殊不知一般的監視器大多採定點固定的方式架設,監看的範圍較為侷限,而且往往都會有看不到的死角。於是我們思考著,何不將資訊科技結合自動化裝置,把固定式監視器變成可移動式監視器。如此一來,不僅可以節省校園巡視所花費的人力成本,還可以應用在中小學教室的課堂巡察。實驗結果顯示,我們所設計的遠端遙控巡堂自走車,不僅能夠以循軌跡方式依照預設之教室路線做課堂巡察;還能夠以遠端遙控方式,直接在螢幕端控制自走車做即時監看、或錄影。相信有了這部自走車,校園安全能真正地落實,解決看不到死角的問題。

向風箏下口令

暑假中我跟同學明軒到高雄,路經高雄市老人活動中心前面,九如路旁賣有五顏六色,琳瑯滿目的各式風箏。但詢問價錢和口袋所剩的錢相比,讓我尷尬不已。回到學校我跟明軒商量,我們也可以自已動手來做風箏。於是我們利用一個星期天,找來幾十張舊報紙,修修細長的竹竿當風箏骨架。但在製作過程中,我們發現老式的風箏橫竿折彎處不易膠貼,收藏也不方便。這時巧遇對自然科學頗有研究的王老師,他以探詢的口氣問:「你們知道風箏為什麼會飛,而一片落葉卻飛不起來呢?」我們當場呆了,不知如何回答。回到家百思莫解,找了所有百科全書,飛行原理。翌日,王老師開始指導我們認識風箏,進而駕駛風箏,向風箏下口令的研究。

彩虹分身了-Supernumerary Rainbows

我們先利用灑水方式尋找自然界不易觀察到的現象-複虹(SupernumeraryRainbows)。當確定複虹真的存在後,再利用雷射光束射入小水滴,從屏幕上的亮紋來研究複虹的成因,並且進一步探討於複虹干涉條紋與水滴大小關係。我們利用不同折射率的液體驗證虹出現的位置,並且利用此方法反過來測量不同濃度液體的折射率。再以Excel模擬光線於水滴折射、反射的情形,並從模擬數據及圖形中發現複虹條紋產生的原因。最後以自行拉製的細玻璃棒,再次驗證我們的理論,並在實驗室中嘗試尋找太陽光中的複虹。

三「幣」行必有「數」失

「硬幣問題」是指:給一些不同幣值的硬幣(幣值是整數,且它們的最大公因數必須是1),每種幣值的使用數量不限。已知只要夠大的數目,任意金額都可利用它們組成(註1),也就是並非所有金額都能被給定的幣值組成,問:這些無法組成的金額中,最大值是多少? 這個最大值稱Frobenius number,本研究簡稱為「F數」。 歷屆國展國小數學組只有一篇探討了「兩幣值的硬幣問題」,用數學的話來說,就是探討2變數的F數;我不但將該作品推廣到三變數,比起原作有新進展的是:證明特殊通式,發現3變數的F數包含偶數,補充原作未討論的性質,探討F數和變數互質與否,最後,還重證了Schur定理的結論之一。

平面與空間的轉變

平日我們研究幾何,大都限於平面上,而我們日常所接觸的,卻與立體有密切關係,因此著手研究平面與空間之關係;比如一個三角形,在平面上存有多樣性質,而一個三角體,在空間上是否亦存有某些特性呢?又平面幾何上有許多定理,在空間上,是否存有呢?

車子風阻的研究

我們是一群喜歡蒐集車、玩車的伙伴,對各種車的造型加了不同的導流板感到好奇,利用參加團體活動自然組的機會,提出了好多有關車的問題,並深入的去了解它。