全國中小學科展

第52屆--民國101年

大卡車防輾裝置設計

本研究大卡車的防輾裝置機構,在此設計上我們研發了利用駕駛員可以因應地形而選用防輾裝置之作用,且同時連動設有警示裝置,以防因為駕駛員之疏忽而造成輾人意外事故,該防輾裝置係利用卡車之氣壓、油壓、電子或可程式控制做設計,研究分析結果,該裝置具備新穎性、進步性及產業利用性等諸多特性,且其所需成本低廉,對實際卡車應用上兼具高度實用性,目前已申請專利,未來可期受到推廣與應用。

神奇鋁罐樂不熱-鋁罐隔熱與散熱之探討

我們對於鋁罐可使屋頂表面溫度下降約20℃的報導感到興趣,於是製作一塑膠模擬屋,以水泥、磁磚、玻璃、不銹鋼和鋁盤做屋頂,利用燈照代替太陽,對不同型式易開罐進行研究。首先我們有系統地從外部不同位置測氣溫,然後測各式易開罐的表面以至於內部的溫度,最後利用模擬屋測屋內氣溫。期間並接了一熱電偶溫度計,大幅縮短了測量判讀時間。並發現高溫時,鋁罐比鐵罐溫度上升較慢且下降較快,鋁罐表面溫差變化比鐵罐小,表面磨光的裸鋁罐表面溫差變化又較小,且鑽3孔的裸鋁罐罐內均溫差最小。最後在不鏽鋼盤上鋪滿半圓弧未磨光鋁片,測得屋內溫度比未鋪任何物還低15℃。證實鋁罐對降低屋內氣溫度實有不錯成效。

液滴受震波驅使而產生向上爬坡行為之物理機制探討

我們研究的主要內容是研究液滴處在激烈震動的傾斜板子上時,為何會產生向上爬坡的現象?我們發現水滴大小、頻率、振幅、液滴成份、板子與液滴之間的附著力、爬坡角度與水滴形變等,對液滴爬坡速率皆有影響。我們試著改變板子的傾斜角度,水滴最大的爬坡角度可達43度角。液滴之所以會爬坡,主要是因為震動使其形狀產生變化,受到板子附著力及水滴表面張力兩者的拉扯,加上重力與慣性的影響,水滴會先形成突起的柱狀體,之後柱狀體會往高處移動,因此帶動了水滴的爬坡效果,以上是利用高速攝影技術所觀測的結果。我們亦利用木板、壓克力板與橡皮筋來製作一個模擬水滴可爬坡的裝置,結果顯示,壓克力板會因為橡皮筋的拉扯而產生向高處移動的效果。

一線生機-天線與數位電視訊號的探討

目前電視訊號分為類比訊號和數位訊號,而政府於民國101年6月30日結束類比訊號發射,因此我們想在教室裡的液晶電視安裝室內天線以收看數位電視節目。在實驗中我們發現,自製天線和市售天線在面向數位訊號基地台發射的正確方位以及空曠無阻礙的地方,都能接收到良好的訊號,如果天線設置在室內,想要接收到數位電視訊號來觀看電視節目,除了要尋找最近的數位電視發射台還要面向發射台方向,實驗中在教室內安裝天線以自製天線四邊形邊長14公分銅製天線加上鋁箔紙,比市售天線所接收到的數位電視訊號品質穩定。

宅蟲-黑星弄蝶幼蟲築巢及相關行為探討

我們想觀察黑星弄蝶幼蟲的行為習性,並針對幼蟲築巢與相關行為研究探討發現:一、食:幼蟲的食草以棕櫚科植物為主,會先到離巢較遠處吃食。二、衣:幼蟲在葉片上作成適合自己身體大小的葉苞,當葉苞太小時會換巢。化蛹前有些會掉落地面,藏身葉苞內爬行到隱密處躲藏。三、住:(一)大部分幼蟲選擇在葉背及葉片的中段位置,先定位再築巢(二)幼蟲選擇築巢位置時,會避開有其他幼蟲絲線或葉苞的葉片(三)小幼蟲不在有蔥氣味的葉片位置築巢(四)幼蟲有數次換巢,中、大幼蟲換巢會有咬斷舊葉苞的行為(五)愈大幼蟲築巢行為愈精熟四、行:幼蟲以頭部向前爬行外出,尾部退回巢的方式進出葉苞,大幼蟲會吐絲連成絲路,沿著絲路爬到對面吃葉片。

戀戀鄉「土」~窺見土角厝的奧秘

土角厝是古老的傳統建築,由於時代的進步逐漸消失在我們四周。我們進行土角的研究並探討傳統建材與現代建材的優缺點。得到以下的結論:一、適合製作土角的土是粒徑小、具有黏性與強度的Q土。二、練土時間不能太短,Q土才能均勻混合達到最大強度。三、加入土角的水量過多與過少都會影響土角強度;加入適當的濕稻梗可增加土角強度且土角不易受壓崩解。四、土角應置於溫度較低的環境下陰乾,其強度較好。五、相同高度下土角越厚其強度也越大。六、與現代建材混凝土相比,土角的優點是隔熱佳、遇壓力不易崩解碎裂,廢棄的土角可回歸自然而不破壞環境;混凝土強度極強適合蓋高樓,但隔熱效果差。混凝土是鹼性物質,如果任意棄置會造成環境汙染。

一線生機-單色三、四、五邊形之連線比賽

連線比賽是由甲拿藍色筆,乙拿紅色筆,甲先乙後輪流在凸n邊形上的頂點連一線段,如比賽單色三角形,先連出單色三角形者為勝。我們的研究首先求出n之最小值為6,接下來找出被指定不同圖形的雙方皆使用最優勢畫法且互相封閉時,具有必勝策略者,得到以下結果︰甲指定的圖形 乙指定的圖形 雙方皆使用最優勢畫法且互相封閉時,具有必勝策略者一個藍色三角形 一個紅色三角形 甲一個藍色四邊形 一個紅色四邊形 甲一個藍色四邊形 二個紅色三角形 甲二個藍色三角形 一個紅色四邊形 乙三個藍色三角形 二個紅色四邊形 乙二個藍色四邊形 三個紅色三角形 甲一個藍色五邊形 一個紅色五邊形 甲並發現畫n條線段能產生最多的單色n邊形之潛在線數的規律性,同時歸納出必勝策略的方向。

飼料添加印度莕菜對魚生長的影響

本實驗以紅色吳郭魚作為實驗對象,抓取約1公克的吳郭魚80隻,將其分為8個缸子飼養,每個水族箱放養10尾,並以0%、1%、3%、9%比例的莕菜加入飼料予以飼養,每組二重複,並以1天2次的餵食,飼養期間為3個月。 由成長曲線明顯看出3%組優於對照組、1%組、9%組;若比較每組之每尾魚體重、體長、體高,經統計測驗三者均有顯著差異;在體重方面3%>1%=0%=9%,在體高方面3%>0%=1%=9%,在體長方面3%=1%>9%=0%;而各組體長與肥滿度指度(體重/(體長)3)之間在超過一定長度之後均有遞減的趨勢,造成出現0%=9%>3%>1%的結果,並不符合預期,若改用BMI值(體重/(體長)2)則出現3% = 9%= 0%>1%結果。整體而言添加3%之印度莕菜於飼料中,對吳郭魚的成長有最明顯的助益。

偽幣測試機

本次研究在於探討真偽幣的機械性質、材料特性、構造與其加工方法,並利用電子顯微鏡,觀察其硬幣之材料結構,分析真偽幣的外觀、硬度、電阻等,並找出自作偽幣的手法與瑕疵,從中探討硬幣中物理性質與機械性質的差異,因而更進一步找出能夠用來分辨硬幣真偽的方法,再利用機電整合設計出快速的測量方式。本次研究利用硬幣的物理性質,我們設計出可辨識真偽的硬幣原型機,能正確辨識真偽幣,以避免偽幣在市面上大量的流通。

三柱鼎立—三柱搬盤遊戲最佳移動模式之探討

本次的研究主題是由河內塔遊戲延伸而成的,我們在不增加河內塔的柱數(維持3柱),而增加原始擺盤子的塔數,由河內塔的單塔移動、雙塔的雙塔互換,到三塔的三塔輪換,探討不同塔數的最佳移動模式與最少移動次數間的規律,並推導出一般式。我們的研究是將實際搬盤遊戲過程階段化與模式化,將移動次數表格化,由表格的次數找出規律的算式,再套用等比級數公式、乘法分配律與數的合成與分解,去求出搬盤遊戲的一般式。