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第二名

“地牛翻身”─簡易地震模擬器與感應器的製作及操作

在地球科學課中,我們知道地震的主要原因,常是由於地下岩層發生斷層因而釋出巨大能量,波及周圍岩層而引起震動,就像一條鋼片被撓屈以致折斷,鋼片彈回而反覆顫動,以致地面震撼,對地上物造成破壞。而台灣地處環太平洋地震帶,地震發生的機率極高,但是發生都是一剎那間的,我們無法觀得其震動的情形,所以我們設計了以下實驗。

旋轉硬幣的機率

投擲一枚一般的硬幣會出現正面與反面,但若給予的硬幣之厚度,足以使硬幣著地後在不彈跳的情況下能夠站立(即出現側面),我們取正面的法向量N與硬幣質心O到著地點P的向量OP,透過數學的方法來決定正面、反面與側面出現的機率,並討論出正面、反面與側面出現的機率與初速度、初角速度、硬幣形狀的關係。

各種一滴所佔有體積大小與表面張力關係因素研究

擠壓眼藥水瓶,瓶裏的藥水就一滴一滴滴下來。學了「表面張力」後,知道水滴是由於表面張力作用所造成的。但是「一液體一滴體積的大小有怎樣的差異,其體積大小與表面張力有如何的關係?」又是一個問題,於是我們利用種種方法來求解決。

碘液調色盤--直鏈澱粉定量方法之改良

傳統的直鏈澱粉定量方法,是利用直鏈澱粉與碘形成藍色複合物之呈色來定量。在我們蒐集到的各種傳統方法中,其實驗條件並不完全相同,且操作程序較為繁瑣費時,我們針對其實驗操作條件,進行一系列實驗探討與改良,使操作程序更加簡易省時,並保有良好的精準性。另一方面,我們也發現直鏈澱粉液與碘液混合時,在特定條件下會產生「沉澱」的現象。在不使用分光光度計的情況下,我們初步建立「沉澱量法」,以更簡易經濟的方式測出直鏈澱粉的含量,進而與參考文獻(11)做比對,佐證「沉澱量法」測出的結果,可能是「實際直鏈澱粉含量」、而不是傳統方法測出的「視直鏈澱粉含量」。

乾耳濕耳─遺傳問題

國中生物課本下冊,遺傳一章告訴我們幾種人類性狀的遺傳。如耳垂分離,美人尖、膚色正常,多指症等由顯性基因控制;而耳垂緊貼、無美人尖、白子、五指、扁平足、血友病等由隱性基因所控制。而老師也告訴我們像身高、體重、智慧等的遺傳較複雜,由多對基因共同控制,甚至環境因子也能影響。而根據我們的觀察發現人頸的耳朵分泌物可分為兩種:耳垢是乾的(乾耳)和耳垢是濕的(濕耳),所以引起我們想進一步了解,乾耳濕耳的遺傳問題。

大自然的魔彈射手--非洲鳳仙花果實的研究

我對非洲鳳仙花果實成熟後會爆開,把裡面的種子彈出來,覺得很好奇,因此研究它的果實。從暑假開始觀察植物的生長情形,到各處採集果實,也在家裡種了許多非洲鳳仙花,然後做了很多實驗和觀察,包括果實外形的觀察、果實如何破裂、果實如何彈射種子、果實的細部構造切片觀察、果實彈力的量測等。經過這些實驗和觀察,我發現許多圖書和百科全書中都沒有提到的事,例如果實有一條破裂線的存在、果實小的時候先下垂要破裂前再上舉、果實長大後密度會變小、果實內外層細胞構造不同、果實破裂會由尖端捲起再把種子彈射出去、果實只花0.002秒就會捲起等,這個研究讓我知道了好多非洲鳳仙花的大秘密和它有多聰明。

握在掌心的音樂—手笛

用雙手合攏當樂器,掌心空間當共鳴箱,用嘴吹氣在兩大拇指之間的空隙,吹出的聲音像笛音一般,這就是「手笛」。能吹出笛音跟嘴形無關,要成功的吹出笛音而不是氣音,須符合3個條件:1.吹孔空隙要小(<0.15公分);2.吹孔空隙兩旁要有彈性物質(兩大拇指的肉);3.要順著掌心空間切線位置吹氣。而我們也發現:1.掌指關節間愈寬,笛音愈低;2.掌心空間直圓周長愈長,笛音愈低;3.愈用力吹手笛,笛音愈高;4.吹孔寬不影響音高;5.掌根開洞愈大,笛音愈高;6.掌心空間愈大,開洞要更大才有明顯的音高變化;7.手指開洞會比掌根開洞影響手笛音高來的明顯;8.手笛開洞的位置會影響它的音高,距離氣流其始位置較近,影響音高較明顯。

稻草灰成分,性質及應用

一、 稻草灰溶液呈鹼性。二、 稻草灰中只有溶於水的部分能幫助燃燒,不溶於水的殘渣不能幫助燃燒。三、 稻草灰中的主要成分為鈉、鉀的碳酸鹽、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽。四、 稻草灰中鉀含量約8.6%,氯化磷含量約佔1.1%。五、 植物生長中如缺乏某些元素,則會造成營養不良。六、 稻草灰成分中含磷、鉀、氮碳酸鹽、氯化物、磷酸鹽,可說是很好的植物肥料,如果再配合土壤則更能發揮其功能。七、 稻草灰具有抑制真菌生長的功能。八、 稻草灰對向日葵的生長速率較尿素、硫酸銨穩定,隨著時間增加,其增減幅度變化不大。九、 用稻草灰為養份培育綠豆芽株,其維生素C 的含量比用清水培育者幾乎高出兩倍。十、 用稻草灰代替碳當還原劑,可使煉鋼廠成本大幅下降,保持在世界的競爭力。十一、 稻草灰乾餾所得焦炭,可當吸附劑。

泡水書得救了

九二一大地震時,學校的建築物受損,圖書館的水管破裂,讓圖書館的書成了泡水書,不久後我們看到這些泡水書開始發霉、黏著在一起而且變形,沒有辦法再讓我們閱讀,有一些書就被丟掉了,我們覺得好可惜,所以我們留下幾本泡水書,想找出可以讓泡水書再恢復原狀的方法,於是開始蒐集資料,並請老師指導我們。

鞋子修補 DIY-吸震與防滑鞋的改良測試

每次下雨,總會看到許多同學在川堂上滑倒。為了減少這種現象發生,我們自行設計「吸震」與「防滑」實驗平台,並蒐集破舊鞋子,進行「鞋墊」與「鞋底」的改良。實驗結果發現以「聚丙烯」(地毯)材質作成的鞋墊吸震效果最好。此外,為了增強鞋墊的吸震效果,我們運用軟塑膠及小氣球等材料,設計了具有氣囊效果的鞋墊,發現吸震效果比舊鞋好很多。在防滑鞋底的部份,我們發現「EVA」材質(露營用地墊)的防滑效果最好。為了簡便製作防滑鞋底,我們探究不同形狀、面積及位置的鞋底設計的防滑效果,發現最佳的防滑貼片大小以 1/4 比例鞋底面積、形狀為三角形的貼片,並貼在「鞋底中上段」所產生的摩擦力最大。最後,我們進行研究樣品效果的測試,在「乾燥」、「加水」及「加油」等三種不同情況的地板及磨石子與塑膠等不同材質的溜滑梯上,進行防滑貼片與舊鞋的摩擦力比較。發現加上防滑貼片的鞋子摩擦力較大,可見這種防滑貼片有防滑的效能!再從成本效益的角度來看,我們設計的吸震鞋墊平均單價一?為 22 元,防滑貼片一片也只需 2 元,這種既經濟又實用的設計發現,值得大家多多採用!