探討指尖陀螺在不同轉動角度下之力學模型及新型離心設備之設計
- 國立臺灣科學教育館臺灣國際科展優勝作品 @ 國立臺灣科學教育館

作品名稱探討指尖陀螺在不同轉動角度下之力學模型及新型離心設備之設計的作者是周尚蓉, 指導老師是Jude Clapper, 得獎情形是二等獎, 科別是物理與天文學, 年度是2020年, 科展類別是臺灣國際科展作品, 國別是台灣,中華民國, 關鍵字(用,區隔)是指尖陀螺,力學模型,離心力, 摘要是本研究可分為三個部分:第一部分利用指尖陀螺在不同角度(0-90度,指旋轉面與水平面之夾角)下進行轉動實驗。實驗結果顯示當角度越大,指尖陀螺的轉動時間越長;當角度為90度時有最長的轉動時間。轉動過程可分為高轉速區與低轉速區。前半部為高轉速區,其轉動頻率隨時間成指數衰減關係;後半段為線性區,其轉動頻率隨....

作品名稱探討指尖陀螺在不同轉動角度下之力學模型及新型離心設備之設計
科展類別臺灣國際科展作品
年度2020年
科別物理與天文學
得獎情形二等獎
就讀學校臺北美國學校
指導老師Jude Clapper
作者周尚蓉
關鍵字(用,區隔)指尖陀螺,力學模型,離心力
摘要本研究可分為三個部分:第一部分利用指尖陀螺在不同角度(0-90度,指旋轉面與水平面之夾角)下進行轉動實驗。實驗結果顯示當角度越大,指尖陀螺的轉動時間越長;當角度為90度時有最長的轉動時間。轉動過程可分為高轉速區與低轉速區。前半部為高轉速區,其轉動頻率隨時間成指數衰減關係;後半段為線性區,其轉動頻率隨時間成線性衰減關係。在第二部分,我們將樹脂注入微型聚乙烯管進行離心實驗,結果顯示指尖陀螺與水平面角度為40度轉動時,可以達到最短的樹脂長度,亦即最好的分離效果。在第三部分,我們根據前述之實驗結果提出設計離心機的新概念,那就是:結合以下兩個要件1.試管轉動時應與轉動軸垂直與 2. 試管的轉動平面與水平面成40度時,此種離心設備相較於傳統離心機應可具有較高向心力(離心力),可達更好的分離效果。
國別台灣,中華民國

作品名稱

探討指尖陀螺在不同轉動角度下之力學模型及新型離心設備之設計

科展類別

臺灣國際科展作品

年度

2020年

科別

物理與天文學

得獎情形

二等獎

就讀學校

臺北美國學校

指導老師

Jude Clapper

作者

周尚蓉

關鍵字(用,區隔)

指尖陀螺,力學模型,離心力

摘要

本研究可分為三個部分:第一部分利用指尖陀螺在不同角度(0-90度,指旋轉面與水平面之夾角)下進行轉動實驗。實驗結果顯示當角度越大,指尖陀螺的轉動時間越長;當角度為90度時有最長的轉動時間。轉動過程可分為高轉速區與低轉速區。前半部為高轉速區,其轉動頻率隨時間成指數衰減關係;後半段為線性區,其轉動頻率隨時間成線性衰減關係。在第二部分,我們將樹脂注入微型聚乙烯管進行離心實驗,結果顯示指尖陀螺與水平面角度為40度轉動時,可以達到最短的樹脂長度,亦即最好的分離效果。在第三部分,我們根據前述之實驗結果提出設計離心機的新概念,那就是:結合以下兩個要件1.試管轉動時應與轉動軸垂直與 2. 試管的轉動平面與水平面成40度時,此種離心設備相較於傳統離心機應可具有較高向心力(離心力),可達更好的分離效果。

國別

台灣,中華民國

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廢棄腳踏車~重生!人工智慧的應用研究

作者: 許雲婕 | 蔡宇翔 | 指導老師: Becky Maguire | 張慎 | 學校名稱: 臺北美國學校 | 屆次: 第59屆--民國108年 | 組別: 國中組 | 科別: 生活與應用科學(一) | 得獎情形: 第一名 | 關鍵字: | 摘要或動機: 三年來我們推動【廢棄腳踏車~重生】公益活動已經回收了七百輛腳踏車! 本研究進一步結合人工智慧,做了一個FB聊天機器人: 民眾只要提供地點、照片就可以完成舉報,並利用遊戲化鼓勵民眾參與。 本研究做出了...

@ 國立臺灣科學教育館 中小學科學展覽會作品集

定向傳聲應用在故障及前後車濃霧雨天警示輔助裝置

作者: 許子婕 | 許睿傑 | 指導老師: 江明岳 | Peter Johnsen | 學校名稱: 臺北美國學校 | 屆次: 第62屆--民國111年 | 組別: 國中組 | 科別: 生活與應用科學(一) | 得獎情形: 佳作 | 關鍵字: | 摘要或動機: 2021年2月台61線快速道路發生21輛車連環追撞車禍,共計2死8傷,初步研判濃霧視線不良,未保持安全距離。目前先進車輛有AEB/ACC使用影像辨識及測距雷達,但是大雨除視線不佳外雷達也容易有雨衰,影...

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Eco-friendly fungal-based protein wood adhesives: A non-toxic and effective alternative application

作者: 黃鳳綺 | 指導老師: Stephen Anderson | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 工程學 | 年度: 2024年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): fungal-based protein, 緩衝液、Bradford protein assay | 摘要: 在真菌釀造過程中除了釀出需要的酒精、醋、醬油,味增,釀造後都會產生廢料:酒糟或酒粕改良性質後測試有作為木質黏合劑的潛力。我們選出6 種菌種,透過破碎、離心、鹼裂解、酸中和與離心濃縮做出蛋白質膠,小量黏...

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作者: 郭馥愷 | 指導老師: Jude Clapper | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 電腦科學與資訊工程 | 年度: 2022年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): Image Inpainting, Machine Learning | 摘要: 在Generative Models中的一個主要應用就Image Inpainting。影像修復經常被應用於許多影像處理,包含在生活照片中移除背景不必要的物件再回填移除後缺損的影像。但是或許之前的研究...

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與探討指尖陀螺在不同轉動角度下之力學模型及新型離心設備之設計同分類的國立臺灣科學教育館臺灣國際科展優勝作品

水稻根表鐵膜對植體營養元素吸收的影響

作者: 謝允涵 | 李岱融 | 指導老師: 葉國楨 | 羅尹廷 | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 植物學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 水稻、泌氧、鐵膜 | 摘要: 鐵是植物生長的必要營養元素之一,土壤中的鐵含量雖然不低,但受限於含鐵礦物的溶解度使得鐵的有效性低,植物對鐵的吸收因而受限,並進一步影響人類的鐵攝取量而造成相關的健康問題。欲提高植物對鐵的利用效率,必須...

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Plexiglas: from synthetic glass to cationic exchanging resin

作者: Noor Gholam | Elisa Ausili | Lorenzo Soverchia | 指導老師: | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 化學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 義大利 | 關鍵字(用,區隔): recycling plexiglas | 摘要: Plexiglas is a macromolecule (poly-methyl-methacrylate) obtained by polymerization of the Methyl Met...

Improving Spinal Fusions: Redesigning the Pedicle Probe to Prevent Vertebral Breaches

作者: Nicolas Fedrigo | 指導老師: Anne-Marie Simard | 得獎情形: 一等獎 | 科別: 工程學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 加拿大 | 關鍵字(用,區隔): | 摘要: Pedicle probes are medical devices used by surgeons during spinal fusions for patients with conditio...

Beautiful Butterfly: The Physics Behind The Colors

作者: Aashi Kalra | 指導老師: | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 物理與天文學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 瑞士 | 關鍵字(用,區隔): structural colors, thin film interference, Maxwell's Equations | 摘要: Even as a child, I was fascinated by the colors in nature, such as rainbows, butterflies and flowers...

A 100% Solar Electric Vehicle: Applying high efficiency solar modules in sustainable transport

作者: Natasha Burgert | 指導老師: Anne-Marie Simard | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 環境工程 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 加拿大 | 關鍵字(用,區隔): Solar, Transportation, Sustainability | 摘要: I have created a proof-of-concept solar vehicle (SEV), designed to move 1 person indefinitely during...

強降雨對美崙溪河口沙洲之影響

作者: 洪婕庭 | 吳陳宥均 | 方玟心 | 指導老師: 邱淑慧 | 得獎情形: ,女性地質學家協會獎 | 科別: 地球與環境科學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 沙洲,降雨,沉積物粒徑 | 摘要: 美崙溪河口沙洲位於我們學校附近,其形貌常在大雨或颱風後明顯改變。這使我們好奇,決定研究大雨和颱風對沙洲的影響。我們在降水事件前後以GPS記錄並比較沙洲輪廓;挖取不同深度的樣本,藉由搖篩取得沉積物粒徑比...

臺灣異常酸雨與鹼雨之時序分析與探討

作者: 周俐伶 | 劉宇欣 | 指導老師: 劉育宏 | 周崇光 | 得獎情形: ,美國氣象學會獎 | 科別: 地球與環境科學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 酸雨,鹼雨,懸浮微粒 | 摘要: 從環保署2015~2017年報中,全國酸雨(pH值小於5.0)比例最高在萬里及觀音站,全國鹼雨(pH值大於6.1)比例最高在崙背站。經資料分析後,我們發現以下結論: 一、觀音和萬里站都是離海近且較無...

schaubcylindrichnus生痕化石化學分析與生成環境探討

作者: 楊皓勛 | 韓祥宇 | 指導老師: Ludvig Lowemark | 謝莉芬 | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 地球與環境科學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): schaubcylindrichnus,生痕化石,化學分析 | 摘要: 根據在北海岸地質考察所觀察到生痕化石種類分布,大部分生痕化石生成於濱海帶,可以推測大寮層及南港層在尚未抬升時,沉積於濱海帶的砂層沉積。另外,石底層雖然同為海相,但屬於海退時期,生物活動區域相對於海進時...

Co-movement!秋颱共伴效應之深入探討

作者: 范傑翔 | 蕭柏智 | 指導老師: 王靖華 | 洪逸文 | 得獎情形: 二等獎,美國ISEF團隊正選代表,出國正選代表 | 科別: 地球與環境科學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 共伴效應,輻合輻散場,地形風向 | 摘要: 共伴效應發生的颱風時常帶來嚴重災情,促使我們投入對秋颱共伴效應的分析。利用地面風場、輻合輻散場、衛星雲圖、測站氣壓雨量等統計資料以及颱風路徑等資料分析後,顯示在中央氣象局分類的五號、六號、九號路徑的颱...

1910~2010年台灣附近板塊交界地帶地震能量觀察與比較

作者: 龔柏文 | 陳彥妤 | 指導老師: 萬義昞 | 周家祥 | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 地球與環境科學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 地震能量,地震預測,能量週期 | 摘要: 為了分析臺灣附近的弧溝系統,探討這些地帶是否有特定的活動方式,我們針對臺灣附近板塊邊界地震能量釋放的特性與周期進行探討。我們選取1910~2010年琉球弧溝系統及呂宋弧溝系統規模6.0以上的地震為調查...

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作者: 林綵柔 | 黃郁棋 | 指導老師: 王俊豪 | 陳佳琪 | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 化學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 二氧化鈦奈米管、陽極處理法 | 摘要: 本實驗以二階段電壓/電流步進陽極處理法生長二氧化鈦奈米管,並找出最佳生長參數並能有效降解有機物。在實驗過程中,我們發現以氟化銨及有機醇類在形成二氧化鈦奈米管,有著較長管徑的效果。本驗以20 x 20 ...

探索細胞內的發電廠─從活體細胞粒線體的膜電位變化,探討酵母菌的凋亡

作者: 吳仲崴 | 指導老師: 劉睿荷 | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 微生物學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 酵母菌、粒線體、膜電位 | 摘要: 粒線體,『細胞內的發電廠』,它生產了我生存所需的幾乎所有能量。除此,它也可以提供遺傳演化跟基因鑑定的資訊,又可反應出自由基所引起細胞的老化,甚至,不孕症醫師還嘗試過『卵質轉移』,就是從捐贈者的健康卵細...

Convert pixel image into paths saves in XYZ format to use in CNC machines using innovative algorithm...

作者: Ahmed Kamel Bukhamsin | 指導老師: | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 電腦科學與資訊工程 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 沙烏地阿拉伯 | 關鍵字(用,區隔): | 摘要: Abstract: CNC machines use vector graphics or vector image programs that take time and effort on ho...

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作者: Tatiana Kadykova | 指導老師: Liana Devadze | 得獎情形: 二等獎 | 科別: 微生物學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 俄羅斯 | 關鍵字(用,區隔): | 摘要: The synthesis of RNA using DNA (transcription) can be regulated by special proteins - transcription ...

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作者: 羅勻蔚 | 指導老師: 林維怡 | 郭瓊華 | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 植物學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 水稻,Near Isogenic Line,磷酸吸收 | 摘要: 因應人口增加,維持作物產量使永續經營成為全球農業發展的重要課題,其中如何減少肥料使用以降低對環境衝擊為首要課題;磷肥為作物生長必要元素,過度使用會加速資源耗竭及水汙染,若能提高作物磷吸收效率將解決上述...

Plexiglas: from synthetic glass to cationic exchanging resin

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Improving Spinal Fusions: Redesigning the Pedicle Probe to Prevent Vertebral Breaches

作者: Nicolas Fedrigo | 指導老師: Anne-Marie Simard | 得獎情形: 一等獎 | 科別: 工程學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 加拿大 | 關鍵字(用,區隔): | 摘要: Pedicle probes are medical devices used by surgeons during spinal fusions for patients with conditio...

Beautiful Butterfly: The Physics Behind The Colors

作者: Aashi Kalra | 指導老師: | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 物理與天文學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 瑞士 | 關鍵字(用,區隔): structural colors, thin film interference, Maxwell's Equations | 摘要: Even as a child, I was fascinated by the colors in nature, such as rainbows, butterflies and flowers...

A 100% Solar Electric Vehicle: Applying high efficiency solar modules in sustainable transport

作者: Natasha Burgert | 指導老師: Anne-Marie Simard | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 環境工程 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 加拿大 | 關鍵字(用,區隔): Solar, Transportation, Sustainability | 摘要: I have created a proof-of-concept solar vehicle (SEV), designed to move 1 person indefinitely during...

強降雨對美崙溪河口沙洲之影響

作者: 洪婕庭 | 吳陳宥均 | 方玟心 | 指導老師: 邱淑慧 | 得獎情形: ,女性地質學家協會獎 | 科別: 地球與環境科學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 沙洲,降雨,沉積物粒徑 | 摘要: 美崙溪河口沙洲位於我們學校附近,其形貌常在大雨或颱風後明顯改變。這使我們好奇,決定研究大雨和颱風對沙洲的影響。我們在降水事件前後以GPS記錄並比較沙洲輪廓;挖取不同深度的樣本,藉由搖篩取得沉積物粒徑比...

臺灣異常酸雨與鹼雨之時序分析與探討

作者: 周俐伶 | 劉宇欣 | 指導老師: 劉育宏 | 周崇光 | 得獎情形: ,美國氣象學會獎 | 科別: 地球與環境科學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 酸雨,鹼雨,懸浮微粒 | 摘要: 從環保署2015~2017年報中,全國酸雨(pH值小於5.0)比例最高在萬里及觀音站,全國鹼雨(pH值大於6.1)比例最高在崙背站。經資料分析後,我們發現以下結論: 一、觀音和萬里站都是離海近且較無...

schaubcylindrichnus生痕化石化學分析與生成環境探討

作者: 楊皓勛 | 韓祥宇 | 指導老師: Ludvig Lowemark | 謝莉芬 | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 地球與環境科學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): schaubcylindrichnus,生痕化石,化學分析 | 摘要: 根據在北海岸地質考察所觀察到生痕化石種類分布,大部分生痕化石生成於濱海帶,可以推測大寮層及南港層在尚未抬升時,沉積於濱海帶的砂層沉積。另外,石底層雖然同為海相,但屬於海退時期,生物活動區域相對於海進時...

Co-movement!秋颱共伴效應之深入探討

作者: 范傑翔 | 蕭柏智 | 指導老師: 王靖華 | 洪逸文 | 得獎情形: 二等獎,美國ISEF團隊正選代表,出國正選代表 | 科別: 地球與環境科學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 共伴效應,輻合輻散場,地形風向 | 摘要: 共伴效應發生的颱風時常帶來嚴重災情,促使我們投入對秋颱共伴效應的分析。利用地面風場、輻合輻散場、衛星雲圖、測站氣壓雨量等統計資料以及颱風路徑等資料分析後,顯示在中央氣象局分類的五號、六號、九號路徑的颱...

1910~2010年台灣附近板塊交界地帶地震能量觀察與比較

作者: 龔柏文 | 陳彥妤 | 指導老師: 萬義昞 | 周家祥 | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 地球與環境科學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 地震能量,地震預測,能量週期 | 摘要: 為了分析臺灣附近的弧溝系統,探討這些地帶是否有特定的活動方式,我們針對臺灣附近板塊邊界地震能量釋放的特性與周期進行探討。我們選取1910~2010年琉球弧溝系統及呂宋弧溝系統規模6.0以上的地震為調查...

以二階段電壓/電流步進陽極處理法探討TiO2奈米管製備及應用

作者: 林綵柔 | 黃郁棋 | 指導老師: 王俊豪 | 陳佳琪 | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 化學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 二氧化鈦奈米管、陽極處理法 | 摘要: 本實驗以二階段電壓/電流步進陽極處理法生長二氧化鈦奈米管,並找出最佳生長參數並能有效降解有機物。在實驗過程中,我們發現以氟化銨及有機醇類在形成二氧化鈦奈米管,有著較長管徑的效果。本驗以20 x 20 ...

探索細胞內的發電廠─從活體細胞粒線體的膜電位變化,探討酵母菌的凋亡

作者: 吳仲崴 | 指導老師: 劉睿荷 | 得獎情形: 四等獎 | 科別: 微生物學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 台灣,中華民國 | 關鍵字(用,區隔): 酵母菌、粒線體、膜電位 | 摘要: 粒線體,『細胞內的發電廠』,它生產了我生存所需的幾乎所有能量。除此,它也可以提供遺傳演化跟基因鑑定的資訊,又可反應出自由基所引起細胞的老化,甚至,不孕症醫師還嘗試過『卵質轉移』,就是從捐贈者的健康卵細...

Convert pixel image into paths saves in XYZ format to use in CNC machines using innovative algorithm...

作者: Ahmed Kamel Bukhamsin | 指導老師: | 得獎情形: 三等獎 | 科別: 電腦科學與資訊工程 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 沙烏地阿拉伯 | 關鍵字(用,區隔): | 摘要: Abstract: CNC machines use vector graphics or vector image programs that take time and effort on ho...

Co-evolution of transcription factors and their binding sites in DNA

作者: Tatiana Kadykova | 指導老師: Liana Devadze | 得獎情形: 二等獎 | 科別: 微生物學 | 年度: 2019年 | 科展類別: 臺灣國際科展作品 | 國別: 俄羅斯 | 關鍵字(用,區隔): | 摘要: The synthesis of RNA using DNA (transcription) can be regulated by special proteins - transcription ...

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