تجارب عملية توضح للأطفال آلية عمل الكرات المرنة المرتدة

1999 أطفالنا والعلوم في المرحلة الابتدائية

KFAS

تجارب عملية الكرات المرنة المرتدة الفيزياء

إن دراسة أداء الكرات وعملها يمكّن الأطفال من مقارنة مرونة الأجسام المختلفة على نفس السياق، فبعض المواد مثل الصلصال تمتص الطاقة عند الضغط، ولا تملك القدرة على القفز للارتداد مرة أخرى.

وبعضها الآخر هي من الصلابة بحيث لا يمكن ضغطها، ولكن هناك مواد صلبة أخرى شديدة المرونة، ووجود الهواء في بعض المواد يجعلها زنبركية الحركة، فعند الضغط على جسم ما ينضغط الهواء بداخله، وعند تركه، فإنه يرتد بحركة زنبركية إلى شكله الأصلي.

ويمكن الطلب إلى الأطفال إيجاد أكثر الكرات مرونة من مجموعة من الكرات التي تختلف في حجمها ومادتها، متضمنة كرات إسفنجية، وكرات التنس والجولف، وكرات الشاطئ الصغيرة، والبلية وكرات معدنية مرنة…

وإذا أعطي الأطفال مشكلة متشعبة من هذا النوع فستتاح لهم الفرصة لتنفيذ بحث كامل بأنفسهم، ففي البداية يحتاجون لتحديد العامل المتغير في هذه التجربة لتغييره مع ثبات العوامل الأخرى، ومن المرجح أن تكون هناك مناقشة كبيرة، سواء قبل أم خلال النشاط، حول كيفية تأكيد ضبط التجربة.

وإذا قذف الأطفال بالكرة في الهواء، فإنهم يحتاجون للتأكد من أن كل كرة قد قذفت بنفس القوة، وإذا سقطت الكرات على أماكن مختلفة، فقد يؤثر ذلك على مقدار ارتدادها، ولذلك قد يحتاج الأطفال للوقت لمراجعة وتحسين خطوات تجربتهم.

وإحدى طرق اختبار الكرات هي عن طريق إسقاطها من ارتفاع ثابت، متر واحد مثلا، وعلى السطح نفسه.

 

واذا أسقطت الكرات بالقرب من الجدار، فيمكن تثبيت قطعة من الورق على الجدار، يوضع عليها علامة عند أعلى ارتفاع ترتد إليه الكرة، فيسقط أحد الأطفال الكرة (ولا يقذفها)، في حين يلاحظ طفل آخر أعلى نقطة ارتداد..

وسيلاحظ الأطفال أن ارتفاع الارتداد يختلف للكرة نفسها، وقد يقرر بعضهم إعادة التجربة عدة مرات وأخذ معدل النتائج. وقد يختار الآخرون إبعاد النتائج القصوى، وأخذ النتيجة الوسطى، وفي كل من الحالتين سيلاحظ الأطفال مدى حاجتهم لتكرار التجربة للحصول على نتائج دقيقة.

وللحصول على دقة أكثر، فقد يود بعض الأطفال تصميم وصنع آلة تسقط الكرات بنفس الطريقة تماما في كل مرة.

وما أن يتم إيجاد أفضل الأجسام المرنة المرتدة، فيمكن للأطفال محاولة تفسير نتائجهم، ويجب أن يكونوا قادرين على اقتراح عدة عوامل، كالكتلة، ونوع المادة، وخشونة السطح، ووجود الهواء، ومدى تماسك سطح الكرة..

وقد يتوصلون من ذلك إلى تعميمات بسيطة مثل : ((أن كل من الكرات اللينة والكرات الثقيلة لا ترتد جيدا، والكرات الملساء ترتد أفضل من الكرات الخشنة)).

 

هذه التعميمات يمكن اختبارها بمجموعة أخرى من الكرات، ويجب أن يكون الأطفال الأكبر سنا قادرين على إدراك أن هناك أكثر من عامل واحد مسؤول عن النتائج الملاحظة، وقد يكونون قادرين أيضا على تفسير نتائجهم، فقد يقولون أن الكرات الثقيلة لا ترتد جيدا، لأن قوة الجاذبية الأرضية تسحبها للأسفل أكثر من الكرات الخفيفة، كما أن الكرات المضغوطة اللينة والكرات الخشنة تمتص طاقة أكثر من الكرات الملساء المشدودة.

تجربة واحدة من هذا النوع ستثير الأطفال لاقتراح تجارب أخرى، يمكن لمجموعات مختلفة من الأطفال تنفيذها، ثم قراءة نتائجهم لباقي الفصل، فيمكن عمل تجربة لملاحظة إن كانت الكرة ترتد لمسافة أعلى عند إسقاطها من ارتفاع شاهق، وإذا كانت هناك علاقة طردية بين زيادة الارتداد مع زيادة ارتفاع الإسقاط.

 

كما يمكن لمجموعة أخرى عمل تجربة لإيجاد أفضل الأسطح لارتداد الكرات عنها، وذلك مثل قطع مربعة من السجاد، مشمع لفرش الأرض، وصواني الرمل، وسيجدون أن السطح الأملس الصلب هو الأفضل، حيث إنه يمتص طاقة أقل.

ولملاحظ الحركة الارتدادية، يجب أن يختار الأطفال كرة لا ترتد جيدا، مثل البلية، ثم يسقطونها برفق على بالون منفوخ، وسيلاحظون أن البلية قد أصبح لديها حركة ارتدادية جيدة، فسطح البالون يتغير شكله عند الضغط عليه، وبما أن البلاستيك يرجع إلى مكانه فسيدفع معه البلية إلى البعيد..

ويمكن للأطفال ملاحظة أن أفضل الأجسام ارتداداً هي التي تملك الحركة الزنبركية، إما بسبب أن مادتها مرنة أو أنها تتصرف كالبالون، حيث ينضغط الهواء ثم يرتد إلى مكانه.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]