توضيح آلية حركة الدراجة لدى الأطفال

1999 أطفالنا والعلوم في المرحلة الابتدائية

KFAS

آلية حركة الدراجة أدوات الفيزياء

إن موضوعا عن الدراجة سيمكّن الأطفال من دراسة العجلات والتروس ((المسننات)) بالتفصيل، وبالرجوع إلى موضعها في الآلة الحقيقية.

كما يمكن للأنشطة أن تتضمن دراسة الاحتكاك وتشحيم الآلات وسبب استخدام مواد مختلفة في الأجزاء المختلفة من الدراجة، والعمل على المصابيح باستخدام البطاريات والمولد الكهربائي.

ودراسة عن التطور التاريخي للدراجة سيوضح كيف أن التطور التقني للمواد الأخف والأكثر راحة فيها كالكوابح والتروس، قد وضعت بالرجوع إلى متطلبات المستهلكين لزيادة الأمان والراحة والسرعة.. الخ.

وقد يود المعلم في البداية تلخيص العمل السابق الذي تم تنفيذه على العجلات وعادة يسهل إحضار دراجة حقيقية للفصل حتى يدرسها الأطفال بالتفصيل، وتحديد موقع جميع أنواع العجلات فيها، ومحاولة شرح كيفية إدارة كل منها، ونظام الدواسة وعجلة الجنزير (السلسلة) والعجلة الخلفية، مثال رائع على جهاز لنقل الطاقة.. وإذا أمعن الأطفال النظر فسيرون أن عجلة الجنزير والعجلة الخلفية يدوران في نفس الإتجاه، كما أن عجلة الجنزير لها أسنان لتقليل الانزلاق.

وباستخدام آلات بسيطة من بكرات القطن والأربطة المطاطية يمكن الاستفاضة في فكرة الطاقة المنقولة، وكيف أن موضع الرباط المطاطي يؤثر على اتجاه الدوران ((شكل 12-4)) ويجب أن يتنبأ الأطفال أولا باتجاه دوران بكرات القطن التي لم يوضع عليها أي علامة، ثم بعد ذلك اختبار الآلة.

 

ولا ضرورة للرباط إذا كانت البكرات لها أسنان متراكبة على بعضها، ويستطيع الأطفال صنع مجموعة من العجلات المسننة من أغطية القناني المسننة بطرق هذه الأغطية على قطعة من الخشب، بحيث إنه عند إدارة أحدهم سيدور الغطاء الآخر.

وسرعان ما سيجد الأطفال أنه من الضروري وضع المسمار في مركز الغطاء، وإن من الصعب تماما وضع أكثر من أربعة أغطية بحيث تدور جميعها معا.

وإذا نظر الأطفال لارتباط حركة الأغطية، فسيجدون أنه عند دوران أحد الأغطية ضد عقارب الساعة، فإن الآخر الملامس له سيدور مع عقارب الساعة (شكل 12-5أ).

ومواد التركيب مثل ألعاب ((الليجو التقنية))، تمكن الأطفال من دراسة تأثير استخدام العجلات المسننة ذات الأحجام المختلفة.

 

فإذا وضعت علامة على كل من الترسين، فسيلاحظ الأطفال أنهم يحتاجون لإدارة الترس الكبير دورة واحدة لجعل الترس الصغير يدور عدة مرات شكل (12-5ب)، مما يوضح إحدى طرق تكبير الآلة للجهد.

وتستخدم كل من تروس الدراجة وخافقة الطعام والمثقاب اليدوي هذا المفهوم، فإذا نظر الأطفال الى الدراجة الحقيقية، فسيلاحظون أن الدواسة تحرك الجنزير الذي يدير الترس الصغير، وأن هذا الترس الصغير يدور عدة دورات لكل دورة من دورات الدواسة، وبما أن الترس الصغير مثبت على العجلة الخلفية، لذا فإن العجلة الخلفية تدور بنفس معدل الترس الصغير ((شكل 12-5جـ)).

فراكب الدراجة يمد الدواسة بالطاقة لإدارتها، ويستطيع الأطفال ملاحظة أن الآلة تكبر هذا الجهد، حيث إنه في كل مرة تدور الدواسة دورة واحدة، فإن العجلة الخلفية تدور عدة دورات، وفي العجلات القديمة كما في (Penny Farthing)، كانت الدواسة مثبتة في مركز العجلة، بحيث إنه لكل دورة من الدواسة تتحرك الدراجة للأمام لمسافة محيط واحد للعجلة فقط، والعجلة الضخمة تكبر المسافة التي تتحركها كل دورة من الدواسة.. هذا التصميم تم إلغاؤه بمجرد استخدام فكرة التروس

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]