تجارب عملية توضح للأطفال أنواع مرونية الأجسام المختلفة

1999 أطفالنا والعلوم في المرحلة الابتدائية

KFAS

تجارب عملية أنواع مرونية الأجسام الفيزياء

يستطيع الأطفال في بداية العمل تصنيف المواد المختلفة، لإيجاد الأجسام المرنة فيها، أي تلك التي تنحني بسهولة، ثم ترتد إلى شكلها الأصلي… ويمكن تسجيل نتائج الأطفال في مجموعات موضحة في جدول (12-1).

ويمكن للمواد المرنة تخزين الطاقة، فالأربطة المطاطية متوفرة، وتمكّن الأطفال من استكشاف المرونة، والعديد من علب الأربطة المطاطية تحوي أربطة ذات أطوال وسمك مختلف… ويمكن إعطاء مجموعات الأطفال المختلفة عدة أبحاث منها:

– هل يتمدد الرباط الطويل أكثر من الرباط الصغير؟

– هل تمدد الأربطة السميكة أكثر أو أقل من الأربطة الرفيعة؟

– أيهما أقوى، الرباط المطاطي السميك أم الرفيع؟

– هل يتمدد الرباط المطاطي بانتظام أم بغير انتظام عند تعليق ثقل 100 جرام، و 200 جرام، و 300 جرام.. الخ على إحدى نهاياته؟

 

هذا النوع من الأنشطة يتضمن تصميم الأطفال وتنفيذهم لتجارب مضبوطة، ومعرفة المتغير الذي يقيسونه، والتأكيد على أن جميع المتغيرات الأخرى تظل ثابتة، وتنفيذ كل تجربة بالطريقة نفسها.

ففي المثال الأول، يكون المتغير الوحيد الذي يغيرونه هو الطول، لذا يجب أن يكون للرباطين السمك نفسه، ويعلق الثقل في أسفل كل رباط، ثم يقاس مقدار الاختلاف في التمدد.

وإحدى طرق إيجاد الرباط الأقوى بين كل من الرباطين السميك والرفيع، هو تثبيت سطل أسفل كل رباط، ثم إضافة الأثقال بانتظام حتى نقطة انقطاعه، ولا بد أن الأطفال سيندهشون عند ملاحظة أن الأربطة المطاطية يمكنها تحمل عدة كيلوجرامات قبل انقطاعها، ويجب أن يرتدي الأطفال القريبون من التجربة نظارات واقية لأسباب أمنية، وذلك في حالة أن ينقطع الرباط فجأة، ويندفع نحو أعينهم، كما يجب أن توسد الأرض بأوراق الجرائد لمنع تلفها عند سقوط الثقل.

وعندما يحاول الأطفال تطبيق النشاط الأخير، فسيكتشفون أن الأربطة المطاطية تتمدد بمقادير متساوية عند إضافة الأثقال إليها بتزايد منتظم، تلك الخاصية تمكن من استخدام الأربطة في صنع أجهزة القياس البسيطة، حيث يحتاج الأطفال لعمل ذلك الى خيط، وعلبة (زبادي) أو كأس، وورق اللصق الشفاف، وحوالي ثمانية أربطة مطاطية، وشريط ورقي طويل، وثقل 100 جرام ودبوس الرسم. تثبت الأربطة المطاطية متداخلة مع بعضها بعضاً، ثم يوضع الجهاز كما هو موضح في شكل (12-9أ).

وعندما يكون الكأس فارغا يوضع خط على شريط من ورق على مستوى أعلى الكأس. ومن الضروري أن ينظر الأطفال، بحيث يكون مستوى أعينهم في مستوى أعلى الكأس عند القراءة، ثم يوضع ثقل 100 جرام في الكأس، ويرسم خط جديد لتحديد الموضع الجديد للكأس، ثم يمكن إزالة شريط الورق عن الحائط ويطوي في منتصف العلامتين، ويطوى بعد ذلك مرة أخرى لتقسيمه إلى أرباع، وتدرج هذه العلامات كما هو موضح في شكل ((12-9ب)).

 

وعندما تعاد الورقة إلى موضعها الأصلي على الحائط، يستطيع الأطفال اختبار مدى دقة آلتهم عن طريق وزن قطع مختلفة مثل الأقلام، والمقصات، والمساحات، بوساطة كل من آلة وزنهم الخاصة والميزان المدرسي.

وبصنع جهاز وزن من هذا النوع يستطيع الأطفال فهم كيفية عمل الميزان الزنبركي، حيث أن مقدار التمدد يعتمد على الثقل، والطاقة تخزن في الزنبرك أو الرباط المطاطي، حتى يزال الثقل فيقفز الزنبرك أو الرباط المطاطي عائداً إلى شكله الأصلي.

كما يمكن للأربطة المطاطية تخزين الطاقة عن طريق التفافها (Twisting)، وعندما تترك الأربطة فإن الطاقة المخزنة تتحول إلى طاقة حركية مع استمرار انفلاتها، ويمكن الطلب من الأطفال عمل نموذج تستخدم فيه الطاقة المرونية.

وهناك العديد من الاحتمالات لذلك، ومنها صنع دوارة الخيل (Round About)، والكارة، وعنكبوت يتأرجح على خيط مرن، وقارب بمجاديف، أو سيارة مروحية، مستخدمين في ذلك الأربطة الملفوفة، أو منجنيق لإطلاق الطائرة أو الصاروخ.

وما أن يتم الأطفال عمل نماذجهم، فيمكن الطلب إليهم شرح كيفية عملها، والطاقة التي تستخدمها، وعما إذا كان يتم تخزين هذه الطاقة.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]