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第一名

機翼浮力的研究

我們對飛機的機型、機種、功用或遙控飛機都非常有興趣,下課常在一起研究飛機,並且常到有飛機類書的書局尋找我們想得到的答案,對書上的幾個問題想用實驗找答案即觀測風洞中葉片浮力情形。 問題一:對遙控飛機入門這本書的P23,提到「由於翼的迎角加大,揚力和阻力也會增加,但是,迎角在某一角度,使揚力達到頂點,超過這個角度,揚力又開始減少。」對飛機迎角幾度時浮力最大,超過幾度則浮力減少? 問題二:對航空這本書的P114,圖片顯示727客機在起飛和降落時,機翼的前後緣襟翼都會降下,增加機翼的弧度,究竟增加機翼的弧度和浮力有什麼關係? 問題三:對航空世界這本書的P61、84翼剖面的進步,對翼剖面形狀不同所產生的浮力又怎樣呢?

藏寶「旋」「跡」

從海盜藏寶的情境出發,主要探討旋轉角度和平均點之間的關係。藉由增加旋轉中心個數,改變旋轉角度或旋轉次數等變項,來探討固定點的存在性與平均點的軌跡變化。於研究過程中發現:操控旋轉角度的正負值及倍率,能讓動點與平均點間的移動軌跡有繞圈、橢圓、內(外)次擺線及相似圖形等豐富有趣的現象變化,並成功證明之。於改變旋轉次數的過程中,發現旋轉後的點連成之向量具有不變性,同時藉由n次旋轉可化為一次旋轉的論點,證明出固定點符合數學上不動點的定義。綜合各項研究結果將其推廣應用,提出多種更適用於現代海盜的藏寶秘技。

海水入侵地下水之模擬實驗

本研究利用簡易器材自製實驗裝置,模擬「沿海地區地下水含水層遭海水入侵」的現象,共設計九個實驗來探討海水侵入地下水的相關問題。研究顯示,過度抽取地下水會破壞液壓的平衡狀態,海水將入侵地下水層而造成地下水之污染。而且,海水與淡水之密度差愈小,大量抽取地下水後,淡、鹹水交界面上升愈多,地下水鹽化的程度也愈嚴重。此外,本研究自製之模型及實驗裝置,具有製作簡易、成本低廉、操作安全及結果容易觀察之特點,可應用於國中自然科之教學上。

螞蟻傳遞移屍行為之觀察

每逢雨後校園各角落總是分佈無數的「蟻巢」火山口,這時只見工蟻忙著修補住所,將挖出來的土堆到巢外。為了想了解整個蟻城的生活情形,我們選擇 Pheidole sp.親自飼養,經二個月耐心的觀察發現這種螞蟻有一種非常社會化的行為一搬運屍體堆積成公墓。到底是什麼魔力導引,產生這種類似人類移屍的行為?一直困惑著我們,所以決定著手針對這個間題深入探討,希望能找出答案來。

三色移位毛毛蟲—三色移位遊戲的探討

二色移位遊戲問題曾經多次被拿來做研究(24 屆初小全國第三名~有趣的移位遊戲、34 屆高小全國第二名~毛毛蟲變蝴蝶、1996 年我國參加加拿大國際科展~走走跳跳、39屆高中全國第二名~乾坤大挪移、41 屆國中全國第二名~解開難題的奧秘等),本研究首次將二色移位遊戲推展到三色的研究,會選定這樣的主題是看到『葛老爹的推理遊戲2』,書中提到三色移位遊戲的難題所引起,而我們的數學課本中也正學到線對稱以及兩數量的變化關係等單元,我們的研究結果發現移位遊戲的最低步數解答中,對換在進行中移動和跳動具有線對稱關係,輪換的移動和跳動次數分配也具有線對稱關係。而棋子數和移動最少步數之間的關係是極為複雜的。而這個關係的發現是經歷了約九個月的時間慢慢發展的,下表是我們發展的時間流程簡表:

小話筒的研究

國民小學自然科學實驗教材第三冊第九單元是“ 小話筒”的教材,手冊上建議教師讓學生利用搜集的材料自製。教學時,學生用過紙杯、塑膠杯、竹管子等做話筒的試驗,廳起來,有的清楚,有的效果不佳。指導教授一一師大物理研究所郭所長曾提出“究竟怎樣做話筒,效果最好? "“ 怎樣操作的結果會怎樣?" 的問題一直沒有得到答案。而在小學的教學上,這是重要的問題,因此值得我們研究,提供教學上的參考。

探討溫度、濃度對液體內部阻力的影響

從教材中,我們待知固體間有摩擦阻力,而液體於流動中亦有內部阻力,其大小是否與物質種類、溫度、濃度等因素有關呢?有何關係式呢?這些問題引起我們探討的興趣。故作此實驗,以得其結論。

醣寶寶的「旋光」世界----自行組裝旋光度計來探討蔗糖水解的動力學及平衡

本研究是利用偏振片、量角器位刻度盤、雷射光為光源,以及生物用到的照度計為偵測器,組裝一個簡易且可靠的旋光度計。我們利用單位時間旋光度的變化量當做反應的速率,來測量蔗糖的水解速率,同時求出蔗糖水解反應的反應級數、速率常數﹙k﹚。進一步,利用醣類的旋光度具有加成性之特性,找出不同混合比例時的旋光度,來追蹤實際蔗糖分解的每個狀態,並找出最後的平衡狀態,同時將蔗糖水解平衡的平衡常數﹙K﹚,及該反應的反應熱﹙△H﹚算出。結果顯示,旋光度與濃度有線性關係,而蔗糖水解反映對蔗糖而言為一級反應,反應的速率常數為5.17×10(min),反應在催化劑存在下活化能約為1.29(J/mol)。當反應達平衡後,平衡常數在溫度為25℃時為38.00(M),該反應的反應熱約為-152.67(KJ/mol)。

湖口台地地形特徵的研究

湖口台地為古淡水河等數條向北方海岸開展之順向河流以石門為頂點所形成的「古石門沖積扇」之一部份。此沖積扇面包括桃園台地、中壢台地、平鎮台地、伯公崗台地、湖口台地等,而以湖口台地為及南,其概略範圍東綠以 20 ~80 公尺高台地崖與大崙面( LT3)相接, 70 公尺左右台地岩與中壢面( LT 3 )相接,西緣以 80 公尺的斷崖接坑子口附近海岸,北緣以約 6O 一 80 公尺的斷層崖接楊梅地溝帶,地溝帶之北即伯公崗與平鎮台地。南緣為關西、新埔間的鳳山溪河床,鳳山溪之南即為飛鳳山丘陵。台地東西延長 14.5 公里,東高而西低,東寬而西窄,形狀恰似一隻大火腿,而積達175.25平方公里。木台地在地形面上屬於紅壤(褚土)緩起伏面,簡稱 L . H 面 ( Lateritic highland)為中新世林口期時因地形、氣候的驟變突然堆積大量紅土與厚礫石層,地形面下可與平鎮、伯公崗相對比。古石門沖積扇各台地大致以扇頂(石門)為最高,而向西或西北海岸方向緩傾,湖口台地扇頂部份銅鑼圈附近卻有一中間較低陷部份,較南、北兩側各低 30 ~40 公尺定右,且這低陷部份由於較低,侵蝕力較弱,原面(300 公尺以上部份)保持十分良好,與其餘各地面有別,如此構成一個使湖口台地更復雜的地形景觀,造成一個值得深思的地形差異,這一低陷部份如何造成的?是否與南北兩側台地而同時形成?有否同屬一個面,都是值得探討的問題。

光週期對哺乳動物生殖週期之影響

我已高三了,去年暑假在自我的複習中,複習到「植物的光週期與春化作用」時,發覺「光週期」可影響植物生長,最明顯的例子就是影響植物的開花與否,進而聯想到:「光週期」既然對植物有影響,那麼對動物是否也有影響呢?為了解答這個疑問,我找了許多書籍,可惜的是書中都僅寥寥數句,並無更詳細的介紹,因此,我設計了這個實驗來解答我心中的疑惑。