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第二名

Crazy knights

據Guarini騎士交換難題,我們設計出156個瘋狂騎士棋盤,並以對應之節點圖形特徵決定騎士擺放位置、最多騎士對與最少交換步數規則。 一、騎士對交錯擺放有利於找到最少交換步數。 二、單一節點圖最多騎士對得到最少步數關係如下: 1.「環圖」與騎士對關係為「騎士對數量」×2+1 2.「非環圖」與騎士對關係為「騎士對數量」×3 3.當Vf=2且Vt=2,則 nPmm=3n 4.當V_f=1且V_t=2,則 nPmm=2n+1 三、臨時停駐點決定環上點數與騎士對的關係如下: (一)若點環上有臨時停駐點,則最大環點數與騎士對關係為 2n 。 (二)若點環上無臨時停駐點,則最大環點數與騎士對關係為 2n+2。 四、度序列可作為判斷同構圖的有效工具,但需參考節點圖特徵將分岔點與臨時停駐點的距離予以比對確認。

旋轉吧!貝殼! -貝殼製造漩渦原理與變因之研究

我們發現貝殼旋轉能產生漩渦,進一步探討變因、原因和應用。研究過程中,我們自製漩渦檢測裝置,設計量化漩渦的方法。經過實驗得出下列結論: 1. 貝殼最佳放置方式為「開口在上、逆開口轉、開口不封」。 2. 製造漩渦效果較好的貝殼形狀為「紡錘形、棍棒形、琵琶形和梨形」。 3. 推薦最佳製造漩渦貝殼為「玉女象法螺」!使用3V電壓時推薦使用「黑長香螺」。 4. 推論貝殼容易製造漩渦的原因為:(1)為雙錐造型;(2)外型有螺旋向上紋路;(3)內部有螺旋向上的螺管。 5. 3D列印貝殼模型與中心縱切片都能製造漩渦。因此可人工大量製造與應用,不會有貝殼生態保育問題。 6. 製造漩渦貝殼可應用於「中心縱切片取代螺旋槳、360度打氣機、貝殼旋轉冷靜瓶」。

老天爺也愛「戳戳樂」?-瑞里蝙蝠洞的地質調查研究

瑞里燕子崖、蝙蝠洞擁有豐富的地質景觀,附近皆為沉積岩地形,可由我們在此發現的生痕化石「砂棒」來證明。兩處的地形皆為水平的地層,表示從形成到現在沒有出現太大的地層變動。蝙蝠洞的地層在燕子崖上方,所以較年輕,但蝙蝠洞的凹洞比燕子崖較大,是因為先露出水面受到差異侵蝕的結果,與野柳的蜂窩岩和風化窗類似。我們在蝙蝠洞的岩石上發現有些白色的粉末附著於此,經由實驗證明這些白色粉末為硫酸鹽類。因河流曲道流水速度較慢及崩塌的影響,蝙蝠洞與燕子崖在粗紙坑溪對岸的地層,沒有辦法產生風化窗,因此我們更要好好愛惜此珍貴的地形地貌。

環保潔淨的扶持-免外接電源手扶梯紫外線UV-C滅菌機

本研究利用能量轉換定律、簡易機械單元、輪軸與齒輪、法拉第電磁感應定律、光滅菌應用,結合生活、資訊、運用科學、符合環保、經濟效益,針對大眾輸送,日常所使用的手扶梯,能更環保、更綠能、減少人力、提升安全、保障使用者安全,我們創作了「免外接電源手扶梯紫外線滅菌機」。 對傳統手扶梯扶手帶清潔方式及扶手帶可能在反覆運轉使用時成為傳染媒介做實務了解。從第一代原型機到第二代結合除汙、清潔的刮片及滾輪,符合定期保養原則,至第三代的構造改良及增加清潔滾輪,符合環保、衛生、潔淨、安全等效益外,並且申請了國內外新型及發明雙項專利,希望我們的創作能為世界環保更盡一份心力。

「百」「香」試紙〜「果」然變色

在五上自然課程以紫色高麗菜自製酸鹼指示劑時,蒐集相關文獻得知,有些研究可以將薑黃汁液製成酸鹼指示劑,有的卻無法;還有些同色系的植物汁液可以製成同時檢測酸鹼水溶液的指示劑,有些卻只能製成僅檢測酸性或鹼性水溶液的指示劑,心想也許是因為萃取方式不同或是不同植物汁液所含花青素成分不同,因此以色層分析法來驗證我們的構想,進行一系列實驗後發現: 一、大部分紫、紅、橘色系植物汁液較適合檢測鹼性水溶液。 二、以色層分析法,發現以不同方式萃取出的植物汁液變色成分不同、同色系中變色效果佳 的植物汁液可層析出有效的變色成分。 三、「百香果皮」可製成變色效果佳的酸鹼指示劑,並進一步製成易保存又實用的「百香試紙」。

往事重「堤」看頭城—突堤效應

突堤效應是指人工建構物突出於海岸,延伸而出,阻擋原先海流和海岸積沙的路徑,造成沙子在上游堆積,而下游原先有沙岸的地區則因為沙子量逐漸減少,侵蝕大於堆積,逐漸出現海岸遭受破壞。突堤效應會造成壩前堆積、壩後侵蝕的情況。因為突堤效應造成的結果,頭城海濱森林公園(原頭城海水浴場),在這十多年中,原本的沙灘現在已完全被海水覆蓋。 本校位於頭城海濱森林公園附近,看到頭城海濱森林公園的海沙在烏石港建後己經流失不見,希望藉由實驗瞭解突堤效應,並希望在實驗後對頭城海濱森林公園的突堤效應提出建議。

任意門:隱藏式連動安全門擋

「門」是每天生活中必須接觸的屋內設施,一天之中總要開開關關好幾回,但每當遇到風大時候,不小心就會發生加速作用,『碰!』的一聲,如雷貫耳!基於此一日常生活體驗和自學校教室觀察到門擋損壞情形,發現門的使用實有其不便之處與特殊需求,於是構思具備構造簡單、耐用,又能將門打開固定於任意位置的裝置。 作品優點與特色為: 1. 簡易的結構設計、周全的功能考慮。 2. 能避免破壞性施工,不需於牆壁或地板上鑽孔。 3. 人性化設計,配合轉動門把帶動門擋裝置,即可將門打開固定於任意位置。 4. 安全性考量,可防止誤推拉的情形,並能適應不平整的接觸面。 5. 增加第三支點的防暴力設計,功能更完備。 6. 隱藏式設計,維持門板原有外觀,操作方便具實用性。

「熱島」往藍海之路

研究了解熱島效應因素,並實地調查校園不同場域的溫度變化,提出冷卻熱島效應策略。結果如下: 一、都市熱島效應是全球暖化重要一環,冷卻策略包含反照表面、綠化、透水鋪面等。 二、白色、淺色及光滑表面具有較高的反照率,有助於減少陽光輻射熱吸收。 三、綠化屋頂的草皮與濕潤裸土都有冷卻「都市熱島效應」的效果,草皮的效果能維持較長的時間。 四、人工草皮的塑膠材質在陽光下會助長溫度上升。屋頂水池有助於減少溫度升高,應考量額外供水供電。 五、陽光下,學校露天平面溫度上升最少的是操場草皮、光滑淺色牆磚及透水磚;紅色的PU跑道與黑色橡膠地墊溫度上升最多。 六、高雄市的溫度分布圖所呈現的熱島情形,綠化及水仍是改善熱島效應關鍵。

「桕」救地球-柴油分解菌的研究

本研究自烏桕樹下的土壤及高砂鉅鍬形蟲幼蟲體內分離出13種微生物,其中2種可利用烏桕樹莖的養分生長,11種可利用種子的養分生長,推測微生物與鍬形蟲、烏桕樹存在密切關係。進一步研究發現,13種微生物中有3種可分解柴油,其中2種為分離自土壤的不動桿菌屬細菌(Acinetobacter sp.),1種為分離自幼蟲腸道的芽孢桿菌屬細菌(Bacillus sp.);菌株的14天柴油分解率粗估可達48~55%;將經由菌株分解後的柴油乳化層撒在綠豆上觀察其生長情形,發現可降低柴油對綠豆造成的傷害。在耐受性實驗中顯示,此3菌株耐鹼性達pH10,耐鹽性達3~4% NaCl。由於菌種均來自花蓮本土,且具備處理海洋油污潛力,未來經過審慎評估應可實際運用,避免因使用外來菌種對環境造成的二次傷害。

渾「圓」有「定」—從七圓定理到雙心六圓的推廣

本研究將從七圓定理出發,試圖改變切圓個數,探討共點的存在性;更進一步推廣「六個與兩內離圓分別均外切與內切的環切圓」之雙心六圓,探討其共點、共線、共圓及共錐等性質;研究有驚人的發現「當六個環切圓轉動時,其各類對應點連線之共點必為定點,且在連心線上。」推廣至不同個數的環切圓時亦成立;當兩內離圓甚至推廣至兩外離圓或是圓與直線時,亦發現其諸線共點、諸點共線、諸點共圓、諸點共錐等性質必成立。