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第一名

震不震「阻」了就知道─從阻尼器看地震對鋼骨大樓的影響

我們的實驗主要是研究在地震時,什麼方式可以使建築物較穩固不容易倒塌,使用頂點珠及造形棒來模擬各種形狀的鋼骨大樓,設定的鋼骨大樓形狀有三角形、正方形、長方形、正五邊形、六正五邊形、L形、T形及H形等。結果顯示大部分鋼骨大樓的形狀設定在最長的邊與地震方向平行時振動幅度比較小;鋼骨大樓的重心在高樓層時振動幅度較小。我們也利用彈簧原理、槓桿原理及磁力原理分別自行研製了彈簧、槓桿及磁力的阻尼器,實驗結果發現彈簧阻尼器在X軸的避震效果較好;槓桿阻尼器在X軸及Z軸的避震效果較好;磁力阻尼器則是在X軸(東西向)、Y軸(南北向)及Z軸(垂直上下)都有不錯的效果。三種自製阻尼器各有所長,也確實能達到減震的效果。

山河大地~實地勘查並探討土石流防治工法與警戒區危險範圍規劃之研究

台灣的土石流災害非常嚴重,土石流下游危險氾濫區範圍的規劃是很重要的課題,而防災壩體以「透過式防砂壩」為現代的趨勢,我藉由地形坡度、梳子壩體高度、間距寬度、柵面角度等條件,來探討兩種防砂壩的防災效益,並嘗試提出改良型壩體設計。實驗結果顯示: 1. 危險氾濫區的堆積範圍會隨坡度和供水量的增加而變大,供水量小或流動區的地形坡度小時,堆積最高點出現在渠槽出口處。 2. 梳子壩的間距增大,其壩前堆積長度和高度皆呈現下降的趨勢。而採用「雙層間距梳子壩體」雖然攔阻率比較低,卻可使自我排砂的調節功能增加。 3. 透水柵的總攔阻效果以平行渠床架設法優於順坡架設法,但採用順坡架設法有助於分流功效及柵面土石的清除,使用上要小心評估。

那一個變因影響流動的速度

上勞作課時,老師要全班同學收集各種空罐子。有奶粉罐子、陣酒總子、蘆筍汁罐子、味全花瓜罐子、奶油罐子... 等。下課時,忽然滑梯那邊傳來「加油!加油!」之聲。原來他們把空罐子從滑梯上滾下來,比比看哪一個罐子滾得最快。每個人都認為自己的罐子滾的最快,爭吵不休,只有請老師來栽判。

旋轉月相盤之試作

國小自然科學課程,有關天文方面之教材,其教學過程是讓兒童從實際的觀測與記錄中,根據所發現的規則性變化,歸納說明天體運行的概念。尤以月亮之觀測,自三年級起做長期的觀察記錄,兒童從記錄資料中發現月形和位置的規則性變化,可以用來預測時間,最後歸納說明月球週而復始的在太空裹,行有規則性的運動,激發兒童探究宇宙奧秘的濃厚興趣。筆者透過輔導教師研習會及教學觀摩會,發現諸多教師對於指導學生“觀測月亮”有不少困難,因此,筆者搜集有關資料,繪製成“旋轉月相盤”以供教學參考。

亮不亮,有關係─LED在電化學的應用與溶液電導度特性探討

本研究用LED取代「電解質實驗」的鎢絲燈,來分辨水溶液為弱電解質或非電解質,發現黃光LED的效果最明顯,而最佳適用條件為溶液濃度低於0.01M,電源電壓在3.0V~4.6V之間;並利用此特性,配合「減量實驗」的設計,可達到減少實驗藥品浪費的目的。 此外還對溶液的導電性加以研究,發現(1) 離子運動快慢情形:H+>K+>Na+,OH->Cl->NO3-;(2) 溶液溫度上升電導度不一定增加,還要考慮電解質的解離情形;(3) 溶液離子濃度越高導電性越佳。 最後利用LED及溶液的電導度特性,來改善國中課本中「酸鹼滴定實驗」及「反應速率實驗」的觀察,以電導度的變化來了解電化學反應的進行,並進一步設計了「運算放大器電路」來呈現變化,以利教學上的實際操作。

禾本科植物泡狀細胞的探討

在天氣乾爽的時候,我們常常可以看到葉片會微微地彎曲。有一次,在校園中無意間發現,竹葉是向上捲,而且捲得很厲害,與其他葉片的捲曲形狀有所不同。繼而,我們又發現稻子、麥子、甘蔗、…等禾本科的葉片也是向上捲曲。為什麼這些植物的葉片會捲曲得如此厲害?為什麼是向上捲而不是往下捲?是否因為禾本科植物有其特殊的構造?這引起了我們探討的興趣。

星星、月亮、太陽.

在地球科學的課堂上,瞭解到利用對太陽運行之觀測及應用三角函數的關係,可求得日地之距離,因而選擇在夏至當天到水上鄉北回歸線標誌處做整天的太陽觀測實驗,加上平時之觀測,發現太陽在中天之時並非 12 時正,且北回歸線之地標的正北方亦偏差約3°,因而引起研究興趣。

一個曲線的故事---球面與圓柱面截痕展開圖形的討論

故事的開始是在我們這快快樂樂的班級無數個吵吵鬧鬧的下課十分鐘中的一個。有人手舉圓規高嚷:「圓規作橢圓,賭一場電影!」於是一個聰明人把課木捲起來,在上面用圓規畫一個圓,攤開了課本,「嘿嘿!……」 然而且慢!這是一個橢圓嗎?我們發覺這是個很有趣,可能也很重要的問題,經過了半年多的探討,我們要告訴你一個故事。

反射投影機演示物理實驗

(一)反射投影機( ovorhead projector 簡稱 OHP)在中學是很普 及的設備,但平常使用率並不高;一方面由於使用法的書籍太少 ,主要缺乏互相研習觀摩的機會,因此常使此視聽教學媒體束之鐵櫃中,十分可惜。在國內除了彰化教育學院於四年前大力推行透明片的製作;及作者於民國六十七年出版的第一期 "中華民國物理教育期刊"發表六件配合OHP的實驗器材外,在所有的科教刊物均未見提過。鄱閱國內二十年來的科學展覽專輯,除了十七、十八、二十屆由作者發表八件有關OHP 的作品而獲獎外(均第一名),也沒有其他得獎記錄”在美日的科教期刊上,從1959 年" American Journal of Phyoics "開始發表迄今仍有四種科教期刊不斷地發表新創作,日本的"科學の實驗"則作類似的翻譯工作。在書籍方面除了 1962 年Walter Eppenstein 出版"The Overhead projector in the physics Iecture 。”一一配合OHP 的實驗器材25件外,其他書籍都著重於透明片的製作及使用法;此書在美國已絕版,幸賴同學從 Washington Univorsity Physics Librory 影印回來。(二)作者於民國六十六年初參加彰化教育學院一個透明片製作講習會後,開始對OHP 的使用發生興趣,在平常教學活動中,充份地使用 OHP,且不斷地自行研製能配合OHP 演示的教具,並且從圖書館的期刊蒐集有關資料,再從期刊上的參考文獻上蒐集更多的參考文獻,至今已有五年,有關文獻已有五年;前年參加全國科展,陳館長對科學資料的蒐集整理參加科展非常鼓勵,因此花了近兩年的時間將之整理成冊。

各種防火器之設計

俗語說:「水火無情」,確實不錯,根據警務處發表資料,六十三年度台灣地區因受火災的影響,有下列可怕數字:火警次數2324次死亡62人受傷180 人財物損失70,835,900元又由於大城市,因人口密度高,且高樓大廈接二連三,其火災的比例遠高於鄉村,如下表所示:火災次數(次)台灣省1507台北市817死(人)台灣省58台北市4傷(人)台灣省133 台北市47財物損失(元)台灣省48,275,900台北市 32,560,000每聞消防車聲,真叫人人心驚膽跳,尤其今年初台中爆炸火災案,更屬空前損失,激起我利用些簡單物理原理,設計各類防火器。以供大家參考,並希望諸位能利用您們的雙手,製作防火器,以防萬一,確保生命的安全及減少財物的損失。