دستاورد برتر مدرسه راهنمایی سیدجمال الدین اسد آبادی عشق آباد
در هشتمین جشنواره پروژه های دانش آموزی تبیان
پژوهشگران جوان مدرسه راهنمایی سیدجمال الدین اسد آبادی عشق آباد یزد به مدیریت جناب آقای حسن حسینیان در هشتمین دوره جشنواره پروژه‌های دانش آموزی تبیان حضور داشتند. پروژه ی ساخت بالن از این مدرسه جزء برترین غرفه های این دوره از جشنواره شد. امیرحسین احمدی، محمد ملکی و امیر انصاری فرد، پژوهشگران عزیزی هستند که این پروژه را با راهنمایی جناب آقای علیرضا توکلی انجام داده اند. در زیر خلاصه ای از این پژوهش ارائه می گردد.
دانش پژوهان این مدرسه پروژه ی خود را با حضور در کلاس های تئوری شروع کردند. با مباحث تئوری و نکاتی که برای ساخت بالن لازم است آشنا شده و در نهایت موفق به ساخت بالن شدند.
بخش تئوری با مطرح شدن سوالات زیر شروع شد:
- علت بالا رفتن بالن چیست؟
- چه نیروهایی به بالن وارد می شود و نقش هر قسمت چیست؟
همان طور که می دانید ، به تمام اجسام نزدیک به زمین نیرویی وارد می شود که این نیرو بر اساس شتاب جاذبه زمین قابل محاسبه است و این همان نیروی وزن است که با توجه به جرم جسم تغییر می کند.
کمی به پدیده ها و نیروهای اطرافشان دقت کردند تا بفهمند که کدام یک از آن ها خلاف جهت جاذبه هستند؟
- نیروی دست فردی در بلند کردن اشیاء
- نیروی طناب یک جرثقیل ( برای خنثی کردن اثر وزن)
- نیرویی که پره های چرخان پروانه هلی کوپتر جهت بالا نگه داشتن آن وارد می کنند
- نیرویی که هواپیما یا حتی موشک کاغذی را بالا نگه می دارد
- حرکت سریع هوا به بیرون ( پرواز باد کنک پر از باد) امتحان کنید!
- حرکت سریع آتش به بیرون (حرکت موشک در هوا )
- بالا آمدن حباب ها از داخل آب یا بالا آمدن یخ در آب و کشتی روی آب
- بالا رفتن بالن ( نیروی ارشمیدسی)
- اسکی روی آب
اگر شما هم به این پروژه علاقه مند هستید، به سوالات فوق فکر کنید تا بتوانید جواب آن ها را بیابید.
سیال: گاز یا مایع را سیال می گوییم ( کلا هر چیزی که شکل ظرف را بخود بگیرد)
الف) در برخی از گزینه های فوق، نیروها نیاز به قرار گرفتن جسم درون یک سیال(گاز یا مایع) دارند اما برخی دیگر نه.
مثلا نیروی کابل جرثقیل و یا نیروی دست در بلند کردن جسم.
ب) در برخی سرعت حرکت جسم بسیار مهم و تعیین کننده است! مثلاً حرکت اسکی باز روی آب را در نظر بگیرید و با حرکت کشتی روی آب مقایسه کنید. کشتی اگر ساکن باشد همچنان روی آب می ماند اما اسکی باز اگر کمی سرعتش کم شود دیگر روی آب نمی ماند.
ج) گروه آخر حرکت هایی اند که نیروی خلاف جاذبه کاری به سرعت جسم ندارد و در محیط سیال(گاز و مایع) رخ می دهد.
مثل حرکت حباب در آب، شناوری کشتی روی آب و بالا رفتن بالن
وقتی به نوع حرکت دسته آخر (ج) فکر می کنیم، متوجه نوعی تمایل جهت حرکت در خلاف جاذبه در این اجسام می شویم. اگر برای مثال بادکنکی را به زیر آب برده و رها کنیم بادکنک گویی وزنی منفی پیدا کرده و به شدت تمایل دارد به بالا رود.( بدن خود ما هم در استخر همین طور رفتار می کند.) هنگامی که زیر آب می رویم احساس می کنیم نیرویی از پایین ما را به سمت بالا هل می دهد. انگار که آب تمایلی به حضور ما ندارد.
سوال:
- چرا این چنین می شود؟
چون آب نمی گذارد بعضی از اجسام در زیر بمانند درحالی که با حضور بعضی دیگر مشکلی ندارد. مثلاً اگر تکه فلزی را کف استخر بیاندازیم، همان پایین می ماند.
- تفاوت در چه چیزی است؟
- آیا وزن آن جسم است که مهم است؟
اگر با این نظر موافق هستید. پس چطور می شود که یک کشتی با آن عظمت و وزنش روی آب شناور می شود اما سکه ی کوچکی می تواند تا عمیق ترین نقطه آب فرو رود.
پس می بینیم که وزن معیار مناسبی نیست؟ پس آن چه عاملی است که اهمیت دارد و مۆثر است؟ آیا ابعاد و اندازه؟ یا به عبارتی مهم جسم است؟
مطمئناً نه! درست است این جنس ماده است که متفاوت بوده و می تواند تعیین کننده باشد.
کلید همه پرسش ها و ابهامات ما در مورد حرکت بالا رونده اجسام و شناوری آن ها روی آب یک کلمه است: "چگالی"
چگالی (جرم حجمی) عبارتست از یعنی نسبت جرم اجسام به حجم آن ها
برای آشنایی کامل با این پروژه به سایت http://project.tebyan.net مراجعه کنید.
بخش پژوهش تبیان - تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی
