全國中小學科展

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第二名

簡易直流馬達的研究

近年來環境污染的問題日益嚴重,尤其在城市要汽車飛馳所排出的度氣和發出的噪音,逐漸威脅到人類的健康。為了改善這個問題,般近政府大力推展以馬達為動力的電動汽車。我們對於馬達這方面的知識感到好奇,同時也產生了許多問題,璧如(一)馬達為什麼會轉動?(二)影響要馬達轉動的原因有那幾種?(三)能不能設計一種簡易的馬達?於是我們把這些問題講教老師 · 老師指導我們做以下的實驗。

洋洋得益--以洋菜冷凍鍍膜製作防水紙吸管

我們用環保的「紙」來製作環保紙吸管,使用洋菜液體浸泡後冷凍與冷藏,讓紙吸管具備防水功能,也增強耐用性。我們用道林紙和粉彩紙製做紙吸管的主體,和市面上的塑膠吸管比較,在掩埋實驗中,自製的洋菜紙吸管明顯在土壤中分解;而塑膠吸管完全沒有分解;耐折實驗中,洋菜紙吸管每個都超過140個華司,塑膠吸管平均只能耐97個;在垂直耐壓實驗中,洋菜紙吸管每個都能承受15kg以上的重量,而塑膠吸管只承受不到10 kg重量;在燃燒實驗中,塑膠吸管在燃燒時,會發出難聞的惡臭,但洋菜紙吸管不會;戳洞實驗裡,道林紙有洋菜冷凍的,刺破飲料杯保護膜的效果最好,其他,用來吸取珍珠、吸水和耐輾壓等實驗中,自製的洋菜防水吸管都不輸市售的塑膠吸管。

黏土材料之抗拉強度之韌性研究

本研究主要是利用黏土添加氧化鋅、氧化鈦,製成抗拉模型試體,置於室內乾燥,待乾燥後放入高溫爐中加熱,以高溫 1300℃鍛燒 9 小時,並於爐中冷卻到常溫。將試驗所得到的數據帶入建材吸水率、比重及抗拉強度等公式中,並分析試驗結果。由研究可知,添加不同的氧化物,所得到的比重、吸水率及抗拉強度皆不一樣,與未添加任何氧化物的純黏土比較,添加氧化鈦可提高抗拉強度,但添加氧化鋅卻降低抗拉強度。

步步高升 – 證明空氣中氧氣含量及新反應器研製

在理化課程提到「空氣中的氧約占空氣的1∕5」,但老師所提及的各項實驗,我們一一重做一遍,過程中發覺存在不少問題;例如採用悶熄蠟燭的實驗方法,似乎無法驗證這樣的結果;即使改以鋼絲絨生鏽方式驗証,至少也得花費將近一天的時間;因此我們想出新的反應裝置,以鋼絲絨通電使其燃燒的方式,發現可縮短實驗時間並達到準確驗證的目標。

一線生機-智慧型災難逃生引導系統

本科展探討及製作智慧型災難逃生系統,為解決目前市面上的逃生系統或指示方式的缺點,我們以一個複雜的平面樓層為模擬對象,並以LED串接成引導線形成智慧型的動態導引,主機與導引線之間採無線通訊方式,在樓層各通道及出口處佈線及安裝偵測裝置,依偵測情形分析計算出最佳逃生路線,功能特色如下:(1)建立完整逃生網路。(2)能分析最短且最安全離場路線。 (3)人們在火場中因慌亂容易失去判斷力,因而設計出能提高安全感及逃生速度的導引方式。(4)逃生路線百分百不中斷特性。(5)災情嚴重時,警示原地等待救援指示。(6)資訊中心呈現起火位置、溫度及氣體濃度,幫助救災人員迅速救災的目的。(6)停電照明。

利用「萌芽種子」探討植物的「呼吸速率」

記得在生物課木中曾提到一些有關影響植物行「光合作用」的環境因素如溫度、水分、光線、空氣成分等。在植物行「呼吸作用」時,是否亦會受到影響?結果如何呢?老師告訴我們植物種子萌芽時,呼吸作用非常旺盛,而且和人一樣吸收了O2,釋放出CO2。當化學課學到一些有關 CO2特性的知識時,我們想到若能將植物呼吸作用時呼出的 CO2加以收集,並測量有多小,應該可使我們對植物的呼吸作用有進一步了解。於是開始收集資料,請教老師。將所學的生物和化學知識相互配合,設計實驗,作以下的研究探討。

吾鄉吾土之四:關西馬武督區的火山作用及其影響

六十八年五月,隨教育部科學教育考察團赴美考察高中科學教育,在舊金山參觀一個野外研習所,可供該區中小學學生做生物與地球科學野外實習教室。返國之後,立即擬一計劃,預定將已調在兩年之久的馬武督區,做更深入的調查,以為他日設立地球科學研習所之準備。本區位於臺灣地質的西部麓山帶,由於造山運動與岩漿括動,使本區的地質、構造、地形、水系、礦物等,在長 5 公里,寬約3 公里的範圍內,有豐富的教學資料,根據三年來課餘的調查,本區的地質構造有摺曲與斷層,岩漿的噴發與侵入;岩石有沈積岩、玄武岩、變質岩;礦物有橄欖石、黃鐵礦、鋯石、磁鐵礦、獨居石等原生礦物及硬綠泥石、十字石、柘榴石、尖晶石等次生接觸變質礦物。地形上有格子狀水系、河川襲奪、河階、曲流、石灰岩地形中的石灰岩洞等。其中已襲奪成功,使河流改向者有三處,襲奪中快要完成的一處。石灰岩洞的構造,本年已帶領學生完成測繪工作,並探討其發育史,可惜因無經濟價值而被淘汰,無洗參加全國科展。有關本區的調查,三年來巳發表三篇:1.馬武督區石灰岩成因的探討 (67年)。2.鳳山溪各支流的地形及水系(68年)。3. 馬武督區的接觸變質作用( 69 年)。本年發表兩篇,即本文關西馬武督區的火山作用及其影響,和馬武督石灰岩洞的地形調查(學生組)。

風洞的製作與探討

在我們日常生活中時常玩各式各樣的模型飛機,因此發現我們的飛機在作某些動作時(例如急速爬升或下降),會發生俯衝失速摔落,或旋轉下降的現象。檢討結果發現操縱裝置並沒有問題,所以不難使我們想到是否機翼並不適合此類的活動,為了要檢討機翼效應,就把此翼形的切面放入這簡易風洞中作試驗。經過一個多學期的創新與突破,我們一直著重在風洞中翅膀的壓力討論及隨攻角的變化氣流對高速運動物體的壓力曲線。回溯起這一段披星載月的日子,真叫人苦不堪言,但是隨著展出日期的逼近,我們愈感出物理科學的博大精深與絲毫不苟的本質,研究小組一直以我們自己微薄的知識,憑藉著一股對科學的熱愛,大膽提出實驗失敗的可能原因,而小心去求證而改進。我們研究小組通力合作,解決了許多技術上的困難,人人均學會了一身的好本事。相信憑借著我們的智慧加上我們精巧的手藝,在以後進入高深物理研究方向,均有良好的基礎。而今天展出的結果,也只是對於今天教育界栽培我們的師長們一點獻禮而巳。當然我們研究小組更會努力的充實自己,往後對科學界貢獻一己的力量,而使中國的科技日益精進,與歐美並驅,甚通之。

罰寫不再痛苦了~快速創造個人化手寫字體

當要抄寫文章的時候,光是看到很多字就會讓人覺得厭煩,其中還會發現很多字重複出現(例如:的、都、會…等);不只如此,同偏旁或是部首的部分也重複出現頗多。因此想藉由這次的研究,把手寫的文字,藉由電腦程式將其拆解成多個部份,再和其他部份重新結合,即可組成更多不同的字,若計劃一下輸入之文字,便可簡便的組成一句話甚至一篇文章,再者,這些字都是由自己手寫出來的,因此,創造出來的字便如同一組自己的手寫字體,不但使用上具有個人特徵,而且列印出來之後,就如同一個一個我的個人化手寫字。

天然海水中鈾的吸附劑合成及提煉試驗和坦克型海水浸漬採取鈾器的製造研究報告

Angesey島Great Orme's 頭嶼之間建設水庫和水門堰以提煉年產1仟噸鈾。(三) 日本去年計劃自海水提煉油,以補足該國鈾資源的缺乏和減少對進口的依賴,如果一切順利進行至 1990 年日本工廠將生產八千噸鈾足夠應付預計年需量的1/3。(四) 據報沿著挪威海岸至北極海之間 3×16 6m5/秒海流夾帶 25 萬噸鈾而日本海峽和美國Florida 州海峽也估計有更多鋪夾帶流動著。(五)工業上提煉鈾需大量的海水為原料,如果海水流動採取用抽水馬達型幫浦抽水人工方法,則抽水要消耗很多動能,因而幾乎艱以實現,設好利用潮汐或潮流修自然力量,假想在這種情況下需要開發合成化學藥品,此藥品須在海水 pH 值範圍內能大量吸附鈾,且對海水的溶解度要非常小(低),依此原則我們擴大進行檢索篩選具有鈾採取(吸附能力)強大且對海水溶解度小的各類化合物並且自行設計製造坦克型海水浸漬採取鈾器。