全國中小學科展

第一名

叱「柵」風雲--透水柵工法在台灣的適用性研究

2003 年台灣引進土石流透水柵工法,是否適用於台灣值得深入探究,因此本研究藉由\r 實驗模擬來探討土石流通過透水柵的流動特性、堆積情形與篩分功效。試驗變因有土石粒徑\r 大小、柵棒間隙、渠床坡度、柵面篩分裝置的設置方式、柵面篩分角度、柵棒長度等。\r 實驗結果顯示,土石流流經柵面會呈現停積、推擠、流動、再停積的現象,篩分效果和\r 柵棒間隙有很大關係,而柵面篩分角度增大與柵棒長度加長可使篩分效果增大,進而減少主\r 河道的土石流規模。建議台灣在設置透水柵時考量當地粒徑大小,並依地形坡度而採用不同\r 的逆坡、平面或順坡方式設置,使篩分角度略大於土石停積的角度,將有助於柵面上土石的\r 自清效果,實驗後提出建議,作為透水柵工法設置時之參考。

非蛋不可嗎?~以褐變反應機制尋找取代蛋黃液的最適配方

本研究目的是找尋找取代蛋黃液最適配方。利用烘焙產品中常應用的梅納反應,並以不同的糖類和蛋白質作為操縱變因,再以加熱方式進行梅納反應試驗,來找尋蛋黃液(蛋水)的取代品。實驗中探討不同糖類、不同的蛋白質來源,甚至是添加油脂或添加方式不同對色澤、氣味的影響。結果顯示:一、所有的糖類中以葡萄糖與蛋白質所行的梅納反應顏色較佳。二、梅納反應在微鹼性的環境(添加小蘇打)下反應較好。三、添加少量油量的方式比直接塗抹於產品光澤上較佳。四、以豆漿與葡萄糖加小蘇打及添加少量葵花油配製出的蛋黃液取代液效果最佳,可取代蛋黃液應用於蛋黃酥上。

三角形的剪裁

在中國數學雜誌八卷二期( Chinese Journal of Mathematics volum 8, Number2 , Jun 1980)有篇朱建正、黃振芳所作”三角形的剪裁” ( "On Trimming A Triangle " )。內容是要證明以下的猜側:定義:剪裁給定一個三角形,固定其兩頂點,而將另一頂點沿三角形的邊向某一固定頂點移動,而得出一較小的三角形,這樣的程序稱為一個剪裁。下一個剪裁則從此較小的三角形出發。 Goodman 的猜測:由 △ ABC經有限多次剪裁成之 △ A'B'C',必可由 7 次以下之剪裁使 A 變到 A', B 變到B',C 變到 C'。實際上,朱、黃所證,僅是沒有“記號”的情形,至於有記號 的情形,卻從略不提。我試於後文提出一反例,說明朱、黃的解法何以無法解決有記號的情形。藉著電子計算機之助,我對此猜測的所有情形作了驗證,證實往考慮記號的情形下此一猜測為真。根據朱教授表示,原問題係他於 1978 年赴英參加數學會議時,一數學家 Coodman 所提出。

風度「偏偏」-分析颱風風場的不對稱性及實驗模擬

為分析侵台颱風風場的不對稱性,本研究分析測站的實際風速資料,並設計氣流場實驗模擬。我們發現,未受地形破壞前,西行颱風半徑普遍是西>東,北>南,可能受高壓位置、東北信風造成;北行颱風大氣環境複雜,6號路徑颱風大多南>北,可能是颱風引進西南風造成,部分颱風與東北風共伴使北側大;7號路徑為西北側大;8~9號路徑為東北側大。地形阻擋也會使風場結構產生變化,背風側產生尾流區,在氣流輻合處形成噴流區等。本研究也以氣流場模擬颱風不對稱性並測量風速,我們發現改變吸力強度、裝置深度可模擬不同範圍的颱風,改變引流孔開關可使風場不對稱,放置障礙物及台灣模型可於背風側形成尾流、副低壓區等,模擬結果均以等風速圖呈現。

抗流感有妙招~探討教室門窗開關與空氣對流、溫度的關係

冬天時,教室的門窗該如何開關,才能使得教室內的溫度驟降最少且教室內空氣流通,讓學生和老師不會受冷風侵襲又可以安心又舒適的在教室教與學呢?我們將教室區別為上半部和下半部,無人的上半部希望對流旺盛;下半部則希望降溫緩和,避免位於下半部的老師和學生感到寒冷。並分別考慮無風時,空氣自然對流的狀態以及東北季風時,風從教室右邊向教室吹襲的強制對流狀態。經由實驗與數據的分析結果,我們得知在冬天無風的自然對流狀態下,以下課十分鐘的時間考量,開門窗方式以打開教室兩邊的上排的窗戶為最佳的選擇;而在東北季風盛行,風從教室右邊吹向教室的強制對流的狀態下,以十分鐘後的時間考量,打開教室兩邊的上排的窗戶仍是適合的開窗方式。因此冬天不論有風或無風,想要教室內空氣流通,又不希望溫度驟降,最適合的開窗方式為打開「兩邊上排的的窗戶」。

應用木材加工技術原理進行人因工學意象實驗-以座椅角度為例

本實驗旨在研究座椅的各種角度與人因工程學的相配合,以找出最適合青少年(15~18歲)族群的工作座椅角度。 在實驗中,本科學實驗小組先行採樣製作座椅的數據,將由量測得來的數據加以統計以取得平均值,依此作為本實驗中製作座椅的依據。分別為椅背與椅面相距90°、93°、96°、99°、102°、105°、108°、111°八個角度,以及椅面水平仰角0°、1°、2°、3°、4°、5° 六個角度,各別以3°為一單位、1°為一單位做微調。 統整數據後,我們量化出椅背與椅面之間最適合的角度,而將此角度延用至下階段以找出椅面最舒適的角度,最後以科學實證的方法來進行討論與分析。

看老天的臉色─都是雲兒惹的禍

我最寫歡看雲,夏天的時候,常能見到潔白的雲朵,像花椰菜般,朵朵飄在蔚藍的天空中,天邊有時也會出現一座座又高又壯的大山,真是令人嘆為觀止。冬天的時候,卻常見到堆成一整片的雲,像一塊厚鐵,有時雖然晴朗,卻再也找不到耶一座一座的大山了,我感到很疑惑,為什麼夏天和冬天的雲會有不同?難道一年四季的雲都不一樣嗎?於是我們幾個好友就一起觀察研究,想看看一年四季的雲究竟有什麼不同?

我家的牆壁會下雪

有一天我注意到家裡牆上長了一層白色的東西,就像雪一樣附著在牆壁上。奇怪,這是什麼呢?為什麼會有這些東西呢?

石英知多少

石英是最普遍而應用最廣泛的礦物,尤其在台灣東部的河川理以及各角落均不難發現石英而且數量相當可觀引述禮運大同篇一句:「貨物其棄於地也,不必藏於己,立惡其不出於身也不必為己」這段話中深切體認本省的石英九藏地層而不為吾人善加運用甚感可惜。由於引發了我們濃厚的研究興趣。

挖!挖!挖\n挖出台南的過去現在和未來

這學期我們班上負責管理學校圖書室整理圖書,我找到台南光輝這本書,描述明末清初的台南,發現在赤崁樓的西邊是一片內海──叫台江。僅僅三百年整個內海就不見了,被堆積成陸地。如果再經過三百年會變成怎樣呢?