全國中小學科展

第二名

奇妙的熱能

在一個晴朗的日子,馬路旁停放了黑、白兩部車子,在陽光下閃閃發光,好美麗呀!我忍不住伸手去摸,哇!好燙!再摸一下,咦!好奇怪,黑色的車子比白色的車子溫度高呢!我很好奇,就向老師請教,於是老師引導我做了下列有關熱能的有趣實驗,讓我自己去尋找答案。

可愛的除草夫—鵝與布袋蓮之生態調查研究

曾幾何時,魚池裹養了幾隻白鵝,每當夕陽西沉黑夜來臨前,落日的鹼暉灑滿大地,池中的白鵝,雪白的羽毛和夕陽相輝映,更顯得其優遊自在;來到池邊順手丟了幾株布袋蓮,白鵝即群擁而上,相互爭食,頓時百感交集浮上心頭,感到目前本縣最致困擾之水生被物一布袋蓮( WATER . HYACINTE )每當其生長季節,常覆蓋整個河面,阻塞河道,導致河水不暢,每屆雨季易成水患,進而阻塞農田灌溉,影響水利設施效果,實在是本縣的一大害,再看看吃著布袋蓮的鵝隻,連想到近年來,科學家們研究態度皆趨向於利用生態關係,使其相互間產生消長作用的研究方式,來促使生物環境之平衡,例如已試驗成功的無性果繩與危害果機的呆蠅交配,使其不能生殖,減少對果樹的危害性,如果我們能嘗試以養鵝來消除布袋邀,控制共繼緻繫殖,一則可消除水患二則可推廣養鵝,增加農業經濟收益,不也是一舉兩得嗎?

候風地動儀真的會準嗎?地動儀的自製與探討

我們成功設計了「組合式」地動儀,兼具立桿式和懸吊式的特性,並研究各種變因和地震波對地動儀的影響。在我們模擬的地震波中,以水平分力最多的雷利波成功撞擊機率最高。我們發現所有地動儀有共同難題,例如:中柱擊中兩個八道的中央時會一次撞落兩個鋼珠,或中柱來回擺盪撞擊而擊落兩個鋼珠,而且因每個牙機均獨立,當鋼珠已掉落一顆時,不能防止另一顆鋼珠掉落。我們對於馮銳認為張衡的地動儀應是「懸吊式」的看法存疑,因為懸吊式的中柱無法避免來回擺盪而發生兩次撞擊。我們提出內旋輪線(hypotrochoid)的模型觀念嘗試來解釋各種撞擊情形。

破繭而出—水管內切裝置設計與製作

在建築工地施工中,各種問題都可能遇到,水管的裝設是一項必要工程,我們針對水管切割設計,主要是在箍筋內的水管鋸切,由於鋼筋限制了空間大小,要將水管鋸斷不易,尤其是大管徑的排水管。我們設計從水管端面伸入水管內部鋸切的機構,透過這樣的機構可以鋸切不同長度及直徑的水管。機構設計分為圓管固定機構、鋸切刀具動作機構設計、傳動機構設計及外部進刀加工控制機構四部分。圓管固定是利用同動三爪夾持,可以讓機構固定在水管中心;鋸切機構從原本設計的切槽刀改為圓刀刃,可以讓切割斷面更平整;原本傳動機構是以手提電鑽做為動力源,可是切削阻力太大導致無法切割,經修改為手動方式可以順利切割水管,同時轉動把手只需要旋轉擺動大於90度,就可以順利切割水管;外部進刀加工機構經過幾種設計測試後,使用寸動機構可以讓操作更容易。經過實際測試鋸切狀況,功能能達到設計的要求。

魔數、魔術

開學後,第一次上數學課的時候,老師做了九九乘法的測驗,竟然還有很多同學並不熟練,其中錯誤最多的是 6 、 7 、 8 的乘法,反而 9 的乘法錯誤的人較少,必定有它的原因。於是我們就去請教老師,老師也發現這是數學上相當有趣的問題,因此在老師的指導下,我們利用寒假繼續研究這個問題,終於發現下列幾點特性。

茶樹、櫸樹及樟樹內生菌根之研究

在陽明山苗圃採到的樟樹和櫸樹,以及木柵茶園採到的茶樹,它們根圈土壤所分離出來的內生菌根菌類,迄今所知共得 7 種,其中包括 4 種大孢菌屬( Gigaspora SPP . ) ,2種繡球菌屬 ( Glomus SPP . )及 l 種厚跑菌屬( Sclerocys- tis SP . )。在這巷作物的根圈土壤中,定量土壤所分出各種內生菌根孢子的含量,個別差異大,為逢機性。樟樹和櫸樹根皮膚細胞內佈滿了泡囊,而茶樹內生菌根的自然形成率卻很低。

太陽剋星-七彩智能減光機

我們想解決學校教室「西晒」嚴重的情況,於是利用偏光片設計出加裝在窗戶上美觀又實用的自動減光裝置。首先,我們探究市售膠膜在兩片偏光片中所呈現的顏色變化,找到最佳膠膜製作減光板。接著以自製窗戶模型找出各層減光板的減光率及室內溫度變化情形。接下來,我們摹擬太陽在夏至、春秋分、冬至時的方位及高度角,探究東晒及西晒的實際情況及減光板減光效果。最後,我們利用輪軸動力傳送方式,研發出美觀又實用的自動旋轉減光裝置,第一代:能以紅外線遙控器控製偏光片旋轉;第二代:根據太陽在夏至、春秋分、冬至的日晒情形設定電子定時器,每日自動減光。第三代:利用動力機器人的光感應器及NXT軟體設計出全自動光感應減光機。

我們拒吸二手煙─二手煙的毒性研究

上自然課時,林美菁同學提出問題說:「為何郵局和公車上都貼有『拒吸二手煙』的宣傳海報?二手煙對我們到底有什慶不好的影響 ?」尤振宇同學回答:「因為二手煙的味這很難聞嘛!」李宜軒同學接著說:「二手煙會使人得癌症。」?詠悌同學說:「聽我叔叔講,香煙抹上油就不會得癌症了,不知道是不是真的?」\r 我們為了更進一步了解二手煙對人體健康的影響情形,於是利用課餘時間,搜集有關資料,以小白鼠進行以下的實驗。

小兵立大功—校園與社區區域性風力發電之研究

根據法拉第電磁感應定律,我們進行了一連串的風力機發電實驗:一、我們使用瓦楞紙、木片做出不同片數、表面積、攻角的旋轉翼,探討這幾個變因對風力發電機輸出電壓的影響。二、我們製作了不同匝數的線圈,使用磁場強度不同的稀土強磁,探討這些變因對風力發電機輸出電壓的影響。三、我們還應用模組化的觀念設計出一個可以改變線圈位置的發電機,探討改變線圈與磁場位置對風力發電機輸出電壓的影響。四、為了評估我們的校園及附近社區是否有進行風力發電的條件?我們進行了為期數個月的校園風力評估研究。

拼拼排排七巧板

上數學課時,我們正津津有味的研討「角和全等」這個單元,黃同學忽然站起來:「我知道全等三角形」,就從書包掏出一副七巧板,指給大家看,果然有二組全等三角形,鄭同學靈機一動說:「奇怪!自然課本中的七巧板,只有一組全等三角形,這兩種七巧板不同」。於是我們利用每週五的團體活動時問,請老師輔導我們探討七巧板的奧妙。