مفاهیم کلیدی:

فیزیک / حرکت / سرعت / شتاب / اندازه گیری

مقدمه:

آیا تا به حال با استفاده از یک کنترل کننده حرکت بازی ویدیویی انجام داده‌اید؟ آیا این سوال برای شما پیش آمده که چگونه گوشی‌های هوشمند حس می‌کنند که شما در حرکت هستید؟  چگونه این ابزارهای الکترونیکی حرکت را اندازه می‌گیرند؟ این فعالیت را انجام دهید تا دریابید! ادامه مطلب

مفاهیم کلیدی:

فیزیک/ شیمی/ تصفیه آب/ آب آشامیدنی

مقدمه:

آیا می‌دانید آب آشامیدنی چه مراحلی طی می‌کند تا به شیر آب برسد؟  آب آشامیدنی در تمام دنیا از آب‌های سطحی سرچشمه می‌گیرند- مانند دریاچه‌ها و رودخانه‌ها – یا از منابع زیرزمینی، مثل آب‌های زیر زمینی. اما آیا شما دوست دارید آب را بصورت مستقیم از رودخانه یا دریاچه بنوشید؟ احتمالا نه! این آبها می توانند بسیار آلوده باشند! برای خالص و ایمن شدن، این آب ابتدا باید چند فرایند تصفیه را پشت سر بگذارد، اولین گام در راستا را لخته‌سازی می‌نامند. این فرآیند کمک می‌کند که ذرات موجود در آب که باعث آلودگی می‌شوند، جدا شده و آب آلوده به آب تصفیه و شفاف تبدیل شوند. در این فعالیت این فرآیند را خودتان آزمایش می‌کنید! ادامه مطلب

خورشید را فرض کنید که در آسمان است و یک خورشید گرفتگی روی می‌دهد! چه انتظاری دارید؟ آسمان تاریک می‌شود. بیایید کمی دقیق‌تر بگوییم. گرفت کامل است! یعنی قرص خورشید را ماه می‌پوشاند. آسمان تاریک یعنی‌چه؟ یعنی شبی پرستاره! ولی شب نیست. فقط چند دقیقه این اتفاق می‌افتد.

حالا یک شبیه سازی انجام بدیم و در عکس هم نشان دهیم. خورشید و ماه که آن را پوشانده، زمینه‌ی آسمان ستاره های دوردستی هستند که با تاریک شدن آسمان دیده می‌شوند. حالا اگر ستاره‌ای از دید چشم یا دوربین ما نزدیک خورشید باشد در واقع در مکانی غیر واقعی داریم آن را مشاهده می‌کنیم. چرا؟
ادامه مطلب

مفاهیم کلیدی:

گرانش/ اصطکاک/ لختی (قانون اول نیوتن)

مقدمه:

آیا تا به حال دیده‌اید یک شعبده باز سفره ای را به سرعت از روی میز بکشد به طوریکه تمامی اجسام سر جای خود باقی بمانند؟ این حقه اصلا جادو نیست! و در اصل علم است! و شما می‌توانید با استفاده از همین قوانین (بدون شکستن هیچ ظرفی) سکه ای را به درون یک ظرف کوچک بیندازید.

یک سکه که بر روی کانتر آشپزخانه قرار دارد به تنهایی حرکتی ندارد مگر اینکه شما یا فرد دیگری آن را حرکت دهید. اگر به آرامی آن را هُل دهید سکه به کدام طرف حرکت می‌کند؟ اگر از ارتفاع چند سانتی آن را رها کنید چه اتفاقی می‌افتد؟ سکه مانند بسیاری از اجسام  صلب عمل کرده و تا زمانی که به آن نیرویی وارد نشود بی حرکت باقی می‌ماند. اما آیا می‌توان شی را در حالی که ساکن است به جایی که می‌خواهید ببرید؟ مثل یک شعبده باز با انداختن یک سکه از نقطه تعادلش به درون یک ظرف کوچک- گرانش در این کار به شما کمک می‌کند.

پیش زمینه:

کلید حقه مشهور سفره یعنی سرعت، برای این فعالیت نیز بسیار حیاتی است. به کمک یک حرکت سریع و صاف، شما بر اصطکاکی که بین کاغذ و سکه وجود دارد، غلبه می‌کنید. حرکت سریع به گرانش این شانس را می دهد که بر لختی و اصطکاک غلبه کند.

لختی، توسط آیزاک نیوتن توضیح داده شد و امروزه به عنوان قانون اول حرکت نیوتن شناخته می‌شود. این قانون می‌گوید که یک شی در حال سکون، ساکن می‌ماند (و شی در حال حرکت در حرکت می ماند) تا زمانی که نیرویی دیگر به آن وارد شود، مانند گرانش- یا شما!

اقلام لازم:

  • سکه
  • بطری یا ظرف با دهانه ی کوچک (بزرگتر از سکه اما نه خیلی بزرگ)
  • کاغذ یادداشت یا تکه کاغذ دیگری به ابعاد ۷.۵ در ۱۲.۵ سانتی‌متر
  • قیچی
  • چسب
  • مداد یا خودکار
  • آب (اختیاری)

 

آماده سازی:

  • به آرامی کاغذ را در جهت طولی (عمودی بالا تا پایین) کاغذ به پهنای حدود ۲ سانتی‌متر ببُرید.
  • دو طرف کاغذ را بهم بچسبانید بطوریکه به شکل حلقه ای در بیاید که در بالای دهانه ی ظرف شما در تعادل قرار بگیرد.
  • اگر مخزن شما به اندازه کافی سنگین نیست که به طور خودبه خود ثابت باقی بماند بخشی از آن را با آب پر کنید.
  • حلقه کاغذی را بر روی دهانه ی ظرف طوری متعادل کنید که مرکز آن به سمت شما باشد.
  • سکه را در بالاترین نقطه حلقه کاغذی و دقیقا در بالای دهانه ی ظرف قرار دهید.

 

روش:

  1. آیا می‌توانید سکه را بدون استفاده دست به درون ظرف بیندازید؟
  2. مداد یا خودکار را به صورت افقی درون حلقه قرار دهید. به آرامی حلقه را بکشید. برای سکه چه اتفاقی می‌افتد؟
  3. دوباره حلقه و سکه را بر روی ظرف قرار دهید.
  4. اینبار حرکت سریع را امتحان کنید: مداد یا خودکار را درون حلقه قرار دهید و حلقه را سریع بکشید (مراقب نوک تیز مداد یا خودکار باشید). اینبار سکه کجا رفت؟ آیا نزدیک‌تر یا داخل ظرف افتاد؟
  5. اگر سکه درون ظرف نیافتاد ببینید چقدر نزدیک‌تر نسبت به زمانی که به آرامی کشیدید افتاده؟ و این حرکت را چند بار امتحان کنید.
  6. کمترین سرعتی که می توانید حلقه را بکشید و سکه را درون ظرف بیاندازید چقدر است؟

 

فراتر:

  • چه اتفاقی می افتد زمانی که حلقه کاغذی کوچکتر یا بزرگتر استفاده می‌کنید؟
  • سعی کنید این کار را با مدل حقه سفره شعبده بازان انجام دهید. یک صفحه کاغذ صاف را روی دهانه ظرف قرار داده و سکه را روی آن بگذارید. با سریع ترین حالتی که میتوانید کاغذ را بکشید. آیا سکه درون ظرف می افتد؟

مشاهدات و نتایج:

به نظر شما چرا زمانی که حلقه را سریع کشیدید با زمانی که به آرامی کشیدید نتیجه متفاوت بود؟

سکه به تنهایی حرکتی نمی‌کند و از قوانین فیزیک تبعیت می‌کند. زمانی که حلقه در حال سکون قرار دارد و یا به آرامی کشیده میشود، مدت بیشتری بر روی حلقه می‌ماند زیرا اصطکاک به ماندن بر روی کاغذ کمک می‌کند. سپس گرانش غلبه می‌کند و سکه می‌افتد. اما زمانی که سریع کشیده می‌شود اصطکاک فرصتی برای کشیدن سکه پیدا نمی‌کند. در عوض سکه ساکن می‌ماند و به دلیل نیروی گرانش، مستقیم به پایین می‌افتد.


منبع: Scientific American

مفاهیم کلیدی
فیزیک/ جرم/ جاذبه زمین/ فضازمان

مقدمه

آیا کلماتی مثل نسبیت عام، چاه گرانشی، فضا-زمان، به نظر ترسناک می آیند؟ نگران نباشید برای درک این مفاهیم لازم نیست آلبرت آینشتاین باشید! این فعالیت جذاب را با استفاده از مواد معمولی خانگی امتحان کنید تا با این مفاهیم و سیاه‌چاله‌ها آشنا شوید. ادامه مطلب

مقدمه:

آیا تا به حالا دچار آفتاب سوختگی شده‌اید؟ اگر بله، می‌دانید گرمای خورشید چه توانی می‌تواند داشته باشد! آیا می‌دانستید این گرما را می‌توان به انرژی الکتریکی تبدیل کرد؟ شما ممکن است درباره‌ی سلول‌های خورشیدی شنیده باشید، اما برج مَکشی خورشیدی به گوش‌تان خورده؟ این ساختار بسیار ساده، از خورشید برای گرم کردن هوا استفاده می‌کند، که سپس به یک توربین درون یک برج بزرگ برق می‌دهد. در این فعالیت شما یکی از این برج‌ها را خواهید ساخت. فکر می‌کنید بتوانید یک پره‌ی چرخان صرفا با هوای گرم بسازید؟ ادامه مطلب

مفاهیم کلیدی:

فیزیک، همرفت، دما، چگالی

مقدمه:

احتمالا می‌دانید که اقیانوس هرگز بی‌حرکت نمی‌ایستد. اما می‌دانید چیزی به نام نوار نقاله اقیانوسی وجود دارد که مقدار زیادی آب را از یک اقیانوس به دیگری انتقال می‌دهد؟ این جریان‌های آبی برای مخلوط کردن و حمل مواد مغذی و اکسیژن ضروری هستند و در آب و هوای ما نقش مهمی ایفا می کنند. این به این دلیل است که آنها آب گرم و سرد را در فاصله های بسیار طولانی حرکت می‌دهند، که بر درجه حرارت خشکی‌هایی که با اقیانوس‌ها هم ارز هستند را تحت تاثیر قرار می‌دهد. برای مثال چریان‌های خلیج، جریانی بزرگ از خلیج مکزیک است که آبهای گرم را به اقیانوس اطلس شمالی منتقل می‌کند و آب و هوای اروپا را ملایم‌تر می‌کند. آیا می‌دانید علت به وجود آمدن «نوار نقاله اقیانوسی» چیست؟ جواب بسیار ساده است: تفاوت در چگالی آب! این فعالیت را انجام بدهید تا بیشتر متوجه بشوید. ادامه مطلب

یک فعالیت علمی موزون از دوستداران علم

مقدمه:
عید نوروز، تعطیلات تابستان و یا اعیاد دیگر سال، روزهای بسیار خوبی هستند. در این روزها خانواده‌ها دور هم جمع می‌شوند. معمولاً روی میزها غذاهای رنگارنگ در ظرف‌های مختلف و نوشیدنی‌هایی در لیوان‌های کوچک و بزرگ سرو می‌شود. آیا می‌دانید که می‌توانید با استفاده از لیوان‌های پایه‌دار بستنی‌خوری موسیقی بنوازید؟ شاید قبلاً این کار را انجام داده باشید. اما آیا تا به حال به این نکته اندیشیده‌اید که چرا لیوان بستنی‌خوری می‌تواند صداهای مختلف تولید کند؟ در فعالیت علمی امروز، در می‌یابید که نه تنها می‌توانید لیوان‌ها را به تولید صوت وادارید، بلکه می‌توانید نت‌های مختلف را تولید کنید. در نهایت می‌توان با این لیوان‌ها یک قطعه آهنگ کوتاه را نواخت. ادامه مطلب

یک ماجراجویی آهنگین از دوستداران علم

مقدمه:

آیا از آواز خواندن گروهی در مدرسه لذت می‌برید، یا همراه با خانواده یا دوستانتان؟ آواز خواندن یک تفریح بسیار جذاب است. اما آیا تا کنون دقت کرده‌اید که افراد مختلف، بخش‌های متفاوتی از یک موسیقی را خوب می‌خوانند؟ یا این که یک آهنگ را به شکل‌های متفاوتی (در اکتاوهای مختلف) می‌خوانند؟ آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که بالاترین نتی که شما می‌توانید بخوانید کدام است؟ پایین‌ترین نت چطور؟ به نظر شما آقایان و خانم‌ها در خواندن بالاترین نت مانند هم عمل می‌کنند و به یک نت یکسان می‌رسند؟ نظرتان درباره‌ی تفاوت میان کودکان و بزرگسالان چیست؟ در فعالیت علمی امروز که پر از نت موسیقی است، به جواب بعضی از این پرسش‌ها می‌رسید.  ادامه مطلب

توجه کنید که این آزمایش حتما باید با نظارت و همراهی توسط اراد بزرگسال و آشنا به مواد شیمیایی و گیاهی ذکر شده در آزمایش، انجام شوند. و معنای بمب جمام در اینجا ایجاد کف صابونی بسیار و  با سرعت زیاد در وان حمام است و نه شوخی با مواد محترقه.

مقدمه:

آیا تا به حال یک حمام سرحال کننده با نمک حمام یا حباب‌های فراوان را تجربه کرده‌اید؟ چطور می‌توان از شیمی استفاده کرد تا هم یک حمام پر از حباب داشت و هم نمک آرامش‌بخش؟ در حقیقت چنین ترکیبی در وجود دارد و بمب حمام نامیده می‌شود. اگر تا امروز هرگز آن را تجربه نکرده‌اید، جالب است بدانید که این بمب‌ها در هنگام تماس با آب از خود حباب‌های گاز متصاعد می‌کنند. چرا؟ ادامه مطلب