全國中小學科展

第二名

保麗龍新切割機的製作與應用

保麗龍自問世以來,由於質料輕便,售價低廉,應用日漸擴大,學校每都用來佈置教室,製作壁報友工藝造形等。市面上現有的”電熱式鋸座” 係以電熱原理來熔切保麗龍,使用者必需把握瞬間時機,才能使保麗龍免於被不必要的熔蝕。又由於保麗龍質軟而易碎,很難用硬筆在保麗龍板上描繪,使切割前的描繪工作成為費時費事的困擾工作,如擬裱以圖樣,因紙與保麗龍的熔點不一,紙尚未切開保麗龍已被過度熔蝕,使切割面參差不齊,很不美觀;特別是電熱式鋸座,僅適合做外緣的切割,對於中心部位的切割卻有無能為力之嘆,因想覓有鋸座的應用尚有諸多限制。設若能以其他器具,將保麗龍隨心所歡的加以切割,相信將可擴大保麗龍的應用層面。

慣性天平實驗進一步探討

“質量”屬於物理學之基本量,一般觀念認為測量質量之儀器就是等臂天平三樑天平,然而這類天平必須要在重力場中,才可比較待測物和標準質量關係,此種方法測出質量稱“重力質景”若是在重力場是 O或失重之處就必須藉用其他觀念測量質量。在高中物理提到"慣性質量"及利用S.HM.週期T=2 m/K測物體質最就是其中一種方法。 ※ ※ 實驗課本中討論到慣性天平水平放置和鉛直放置時如圖(一)圖(二)所示,其週期不相同,於是想到二點: ( l )角度0 與週期 T 的關係如何的改變。 (2) 不同方向大小的外力是否對慣性天平鋼片彈力常數有影響。這兩點乃是本實驗之目的。

酵素與濃度溫度之反應探討

有一天放學回家,媽媽拿了一個饅頭給我,這時正值電視的好節目,所以我一面觀賞電視一面細嚼著饅頭。咦!怎麼饅頭竟然比往常所吃的甜呀?於是使我想起一年級上生物課時,曾學過酵素與消化作用的關係,原來饅頭內的澱粉被唾液分解為醣的綠故呀!如今已是二年級了,上化學課時,便請教老師這個問題,於是老師解釋澱粉分解是酵素的作用,並簡單說明化學反應中酵素與濃度、溫度的關係,因此更引起我們對它的興趣而欲加以探討之。

化腐朽為神奇的多多笛

廢棄的養樂多罐可以做成樂器嗎?應如何鑽孔?它可以吹出哪些音?令我們感到十分好奇!實驗結果得知多多笛的「吹管口」形狀對聲音高低的影響不大,但是得將管口壓扁些才能吹出聲音來;「吹孔越大」聲音越高。「按孔位置」越靠近吹孔、「按孔越大」、「垂直或水平方向的按孔數目越多」時聲音越高。在按孔位置固定的情況下,多多笛的聲音高低主要決定在按孔的大小和數目,也就是開孔總面積。根據這樣的關係,從已知的標準音頻率反求開孔總面積來決定按孔大小,我們終於做出可吹「Do、Re、Mi、Fa、Sol、La、Si」七個標準音的多多笛了!

健康新選擇~低脂米飯冰淇淋之製作

本實驗以米飯取代鮮奶油製成低脂冰淇淋,並分析其特性如品評試驗、融化速度、糖度及黏稠度。 品評試驗發現,黑糯糙米冰淇淋在甜度及總接受性均高於原味對照組;另外和市售冰淇淋比較,黑糯糙米冰淇淋在甜度、口感及總接受性平均值雖略低,但未達顯著差異(P>0.05),且風味平均值略高於市售品牌。融化速度方面,有添加米飯者均比對照組及市售品牌較慢融化,尤其添加黑糯糙米者效果更佳。糖度方面,以黑糯糙米冰淇淋糖度平均最高。另外添加米飯的冰淇淋在黏稠度試驗較高於原味對照組,與市售冰淇淋比較,除糙米冰淇淋外,其餘黏度cP值都較市售冰淇淋高,其中以加白米冰淇淋cp值最高。因此米飯冰淇淋確實可開發為低脂、低乳化安定劑的健康冰淇淋。

芒草‧變裝‧show!-芒草纖維作為造紙新原料的可行性研究

本研究在探討以「芒草」作為造紙新原料的可行性。本研究目的有三:A從芒草紙的外觀、抗張強度、吸水性、透水性等紙張性質,來探討芒草造紙的可行性。B比較芒草纖維紙、闊葉木纖維紙、複合纖維紙的差異性。C探討芒草紙的應用與推廣價值。研究結果發現:a芒草紙與一般紙造紙原料—闊葉樹紙漿,在書寫上並無太大差異。b纖維交織情況會影響紙張的抗張強度、吸水性及透水性。c芒草紙在應用部分,其抗張強度好,適合做紙袋;透水性較差,適合做紙杯墊;在外觀上具有古典美,在強調個別化的時代,可做為藝術材料。由以上結果,我們評估其可行性甚高。因為「芒草」生長季短,且生長速度快,取用它不但對生態無礙,還能為芒草找到新的經濟價值。

太陽能源保留術~設計一種吸熱快、保溫加的太陽能熱水器

有一天,我在電視上看到:「在日本有一戶小氣家庭為了響應環保加上省錢,運用吸熱的原理在輪胎裡灌滿水代替水塔,就可以洗熱水澡了!」可是,輪胎會發出一股令人受不了的臭味,而且散熱又快; 再者,我又想到; 「一天中午,我打開水龍頭發現水怎麼熱熱的?」問過老師之後,才知道原來也是吸熱搞的鬼,於是我們就想到利用吸收太陽的熱能產生熱水的原理,來做出一個節約能源的「太陽能熱水器」。

DIY「全自動」羽球發球機

市售羽球發球機價格十分昂貴,所以我們想製作便宜又實用的「羽球發球機」。老師曾提到「力」可以讓物體運動,在資料收集和討論後,畫出設計圖並製作。 過程中遭遇許多挑戰,但我們都一一克服。為了讓羽球發球機功能更完善,經過不斷研究和改良,最後製作出自動送球機和自動夾取機,讓羽球可以自動發球。此外,我們還進行改變不同電壓、改變發射臺角度、改變發球機高度和改變不同電流的實驗,以找出羽球最佳的飛行距離。 實驗結果,羽球發球機放置高度140公分,發射臺傾斜35度,並以3號小馬達在電壓12V電流1.5A下運轉,羽球飛行的距離最遠。最後還將製作成本低廉的「羽球發球機」實際應用於練習,既方便又實用呢!

三體運動模型與拉格朗日點上的小行星

在練習作電腦動畫的過程中,做出以電腦模擬自由落體及雙星運動,但以上都屬可簡單分析出結果的運動,因此想到以電腦模型預知無法簡單分析的問題。在牛頓雜誌第 1 69 期,有一篇文章曾提到拉格朗日點:假設宇宙中有三個星體,星體 A (太陽)質量甚大於星體 B (本星),而 B 質量遠大於星體 C 。當 C 位於五個稱為拉格朗日點的位置上時(如圖),會與 B 的角速度一致,環繞 A 公轉。圖中L1L2L3三點處於極不安定的平衡位置,而位在L4L5的小行星群即使因撞擊而略為離開拉格朗日點,由於 A , B 引力的微妙作用,仍會回到穩定的點上。我們就是對這情形感到興趣。 \r

時勢「鎖」迫—圓葉鴨跖草的閉鎖花

圓葉鴨跖草植株有三種枝條,著生不同的花:直立莖的開放花、匍匐莖和地下莖的藍色、白色閉鎖花。開放花有雄性及兩性花,雌雄蕊位置分離,有利異花授粉;先開地上閉鎖花,最後開地下閉鎖花,花比較小,花粉可孕比例低,影響種子數目,但種子較大,尤以地下閉鎖果為最且萌發率最高,是以質取代量的生存策略;故推測其具有資源分配(resource allocation)的能力,植株小時以地上閉鎖花快速繁衍;產生開放花,以增加基因歧異度;最後有充足的能量產生地下閉鎖果,加上原本母株的合適環境,可確保子代的繁衍。溼度高、植株遭破壞、黑暗有助於閉鎖花的產生,土壤密度高、生長空間小則不利,推測植株能因應環境,調整不同花朵之間的比例,利用吸收的養分有效率地繁衍後代。