مدارس الإمارات

هل تعرف أن بعض أنواع الفاكهة والخضروات التي تأكلها قد تساعدك أيضاً في توليد الكهرباء؟ جرب هذا وسترى النتائج!
المواد والأدوات[LIST][*][*]3 حبات ليمون (الليمون الصغير مقبول) [*]3 قطع معدنية نحاسية لامعة (استخدمنا "البنس" الأمريكي) [*]3 براغي مصفحة بالزنك [*]4 أسلاك، ويفضل مع مشابك متحركة على النهايات. [*]سكينة صغيرة [*]ملصقات ورقية صغيرة [*]صمام ثنائي حاجب للضوء (LED) ذو فولت منخفض. استخدمنا الجزء 276-330 من الاهتزاز اللاسلكي. [*]وعاء بلاستيكي 35 ملم، أو وعاء صغير مماثل. استخدم وعاء غير شفاف ويفضل وعاء أسود وليس مصنوع من البلاستيك الشفاف. [*]إبرة أو مثقب صغير. [/LIST]يمكنك العثور على البراغي المصقولة بالزنك من متاجر المعدات الصلبة كما تدعى البراغي الجلفانية. إن طلاء الزنك موجود لمنع صدأ البرغي المعدني مما يعطيها مظهر لامع. يمكنك العثور على الأسلاك مع المشابك من متاجر المعدات الصلبة أو لدى مزودي المعدات الكهربائية.
ماذا تفعل
قم أولاً بعصر كل حبات الليمون واحدة تلو الأخرى واضغط عليها بيدك وأعصرها حتى تصبح الليمونة لينة وهدف هذا هو إخراج السائل من الليمون. وهذه الخطوة هامة جداً لأنها تساعدك في الحصول على أقصى النتائج من الليمون.

قم بدفع ومن ثم لف برغي مصقول بالزنك في أحد حبات الليمون أي 1/3 من النهاية. وبواسطة السكين قم بحذر بقطع 1 سم (3/4 إنش) في الليمونة أي إلى 1/3 من النهاية الأخرى.
تحذير: يفضل أن يستخدم السكين شخص بالغ وفي جميع الحالات استعمل السكين ببطء وحذر.
قم بإدخال العملة النحاسية في القطع حتى تدخل نصف العملة داخل الليمونة.
ملاحظة: تأكد من استخدام عملة لامعة لهذا الغرض. وإذا كانت قديمة وقاتمة قم بتلميعها بواسطة ألياف سلكية.
صدق أو لا تصدق، تستطيع الآن الحصول على كهرباء من الليمون!! فإنها تعمل مثل الدارة الكهربائية حيث أن العملة هي القطب الموجب (+) والبرغي هو القطب السالب (-). ولسوء الحظ فإنها دارة ضعيفة جداً ولكن إذا كان لديك دارتين أخرتين يمكنك وصلها معاً وستحصل على بطارية ليمون.
قم بإضافة العملات والبراغي إلى الليمونتين الأخريين بنفس الطريقة التي قمت بها أولاً. ومن ثم باستخدام الأسلاك والمشابك قم بوصل دارات الليمون الثلاث مع بعضها البعض حيث يتصل برغي الليمونة الأولى بعملة الليمونة الثانية وهكذا. قم بإضافة أسلاك ومشابك إلى العملة الأولى وإلى البرغي الأخير أيضاً.

وأخيراً، قم بتأشير المشبك من العملة الأولى بإشارة (+) ومشبك البرغي الأخير بإشارة (-) ومثل البطارية الحقيقية فإن لبطارية الليمون قطب موجب (+) وقطب سالب (-).
لقد قمنا بالوصل بطريقة تدعى وصل السلسلة حيث تعمل حبات الليمون مع بعضها لتوليد الجهد نفسه أو القوة الكهربائية كبطاريتين ضوئيتين صغيرتين ما بين 2.5 إلى 3 فولتات. ولكن بطارية الليمون هذه لا تولد تيار كهربائي يكفي لإشعال مصباح كهربائي.
كيف يمكننا أن نتأكد من أننا صنعنا بطارية بالفعل؟ إن إحدى الطرق هي وصلها بجهاز إلكتروني لا يحتاج لأكثر من 2.5 إلى 3 فولت ولكنه لا يتطلب تيار كهربائي قوي. ويدعى هذا الجهاز صمام ثنائي حاجب للضوء أو (LED) للاختصار. إن الفولتات المنخفضة والتيار المنخفض قد يضيئا الصمام الثنائي.
إن مواصفات حزمة الصمام الثنائي هي: 5 ملم لون أحمر و1.8 فولت و20 أمبير. ويعني هذا أن قطر هذا الجهاز هو 5 ملم. وأنه يتطلب 1.8 فولت و 20 مل أمبير من التيار ليضيء. وبالفعل فإن الصمام سيضيء بشكل باهت بأقل من 20 مل أمبير، إن بطارية الليمون خاصتنا لها فولتات كافية ولكن ليس لديها مل أمبير كافي.
باستخدام المسمار، قم بوخز حفرتين بحذر على جوانب علبة الفلم، نصف العلبة من الأسفل. قد تود مساعدة شخص بالغ للقيان بذلك.
ثم، ضع ملصق بعلامة + على إحدى الثقوب وملصق – على الثقب الآخر.

لف أسلاك الصمام الثنائي بمنحنى بسيط. ثم راقب الصمام بشدة. إنه مستدير على الأغلب. لكن، إذا قمت بثنيه بطريقة معينة، ستكون قادراً على رؤية سطح مستوي قرب أحد الأسلاك. والسلك القريب من هذا السطح هو الحد السالب. في الصورة، يكون السلك على اليسار هو الحد السالب للصمام. هل تستطيع رؤية سطح مستوي صغير في السلك على اليسار؟

رتب الحد السالب لسلك الصمام مع الثقب "-" في علبة الفلم. ادخل الصمام إلى داخل العلبة. لف السلك السالب للصمام من خلال الثقب "-"، والآخر (الطرف الموجب) من خلال الثقب "+".

اسحب الأسلاك من خلال الثقوب وضعهما في مكان مع الملصقات. أضف الملصقات في أعلى العلبة كذلك. تأكد أن الصمام يكون مواجهاً لها.
دعنا نحضر كل شيء للحظة الحاسمة. اربط الجانب "+" من علبة الصمام مع المشبك "+" من بطارية الليمون. ضع المشبك "-" من بطارية الليمون قرب الجانب "-" من العلبة.

نحن مستعدون الان! اربط الطرف الموجب من الصمام مع الطرف الموجب لبطارية الليمون. اربط الطرف السالب من الصمام بالطرف السالب لبطارية الليمون. سيضيئ الصمام!!
الصمام خافت الإضاءة بسبب التيار الكهربائي الصغير من البطارية. تساعدك العلبة القاتمة اللون على رؤية الضوء الخافت. تعمل نهايات الصمام مثل العدسات المكبرة. عندما تنظر مباشرة في نهاية الصمام، يمكن رؤية الضوء بسهولة.
يثبت هذا أنك قمت بعمل بطارية ليمون!! تهانينا!!
حل المشاكل
إذا كنت لا تستطيع رؤية ضوء الصمام، جرب هذه التعديلات:

قوة الفاكهة
دائرة كهربائية كبيرة الحجم!

ومن ثم قمنا بفك العقدة وجربناها فقط مع السلك فوق البوصلة. وحيث أن السلك لم يلتف فإن التيار في السلك لن يولد مجال مغناطيسي قوي جداً. هل سيكون قوياً بشكل كافٍ لتحريك الإبرة. كانت الطريقة الوحيدة لمعرفة هذا هي التجربة!
كما ترى في الصورة أعلى اليمين تحركت الإبرة عندما كانت الدارة متصلة! وكان هذا مثيراً حقاً لأننا حصلنا على النتائج نفسها التي خرج بها "هانز أورستي"د عام 1819 عندما اكتشف لأول مرة هذا الاتصال بين الكهرباء والمغناطيسية باستخدام سلك واحد وبوصلة تماماً مثلما فعلنا.
أنظر على سيبل المثال this biography of Oersted. فلم تكن لديه خلية حوض لمصدر الكهرباء التي حصل عليها! ولكن من كان يعتقد أن حوضنا الذي يحتوي على عصير الليمون المخفف قد يوصلنا إلى أهم لحظات علوم الطبيعة؟
المزيد من الأشياء لتجربتها

تأملي الأدوات التي أمامك:
حوض زجاجي ، ماء قطعة خشب صغيرة أو قطعة فلين ، حجر صغير
قومي بالخطوات التالية :

[IMG]file:///C:/Users/user/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif[/IMG]

م /ن
نفع الله بها

لوحدات الأساسية في الفيزياء (سوف لانناقش الوحدات الأنكليزية) هي كل من وحدة الطول المتر ووحدة الكتلة الكيلوجارم ووحدة الزمن الثانية ووحدة الشحنة الكلوم ووحدة درجة الحرارة وفي الحقيقة ان أي وحدة يمكن اشتقاق علاقة بينها وبين المتر والكليوجرام والثانية تعتبر وحدة مشتقة فمثلا الأمبير ( بعضهم يعتبره من الوحدات الأساسية) يساوي حاصل قسمة الكلوم على الثانية فهو مشتقة وكذلك الفولت والفاراد
وحدة المتر والكيلوجرام والثانية :
هي من الوحدات الأساسية فالمتر لقياس المسافة فيقال ان ارتفاع غرفة ما هو 3.5 او 4 متر ولايجوز ان نقول ارتفاع غرفة ما هو 1.5 متر او اقل لأننا نعرف بشكل عام ارتفاع الغرفة او نقول عنها بانها 200 متر والمتر يقدر بانة يعادل خطوتي رجل معتدل الطول بطول 1.7 متر يمشي بشكل طبيعي. والمتر يساوي 100 سم كما نعرف فكم هو السنتيمتر ؟ فهو يعادل تقريبا عرض احد الأظافر في كف الرجل الأعتيادي.
المتر يعادل 1000 مليمتر والمليمتر اقل وحدة قياس ترى بالعين المجرده فمعدل سمك شعرة الأنسان يعادل تقريبا 0.2 مليمتر وقطر اصغر قطرة ماء يساوي 1 مليمتر والمتر يساوي 1000000 مايكرومتر وهذه الوحدة عندما تذكر بعد رقم معين يدل ذلك بان هذا الجسم الذي تعود لقياسه هذه الوحدة لا يرى بالعين المجردة مثل خلايا جسم الأنسان التي يبلغ معدل قطرها 25 مايكرومتر وقطر اصغر خلية بكتريا بحدود 0.3 مايكرومتر هذه القياسات يمكن ان ترى بالمايكروسكوب. والمتر يساوي عشرة ملايين انكستروم ويساوي 1015 فيرميون وهو يستخدم في القياسات الذرية والنووية وهوالقياسات الأخيرة للأجسام التي لا ترى بالمايكروسكوب وانما نستدل عن ابعادها بواسطة دراسة الآثار المحسوسة لها.
الكيلومتر يساوي 1000 متر وهو للقياسات الكبيرة الى حدود اقطار الكواكب والنجوم فمثلا نصف قطر الأرض
ويلي الكيلوتمر اسنة الضوئية وهي تمثل المسافة التي يقطعها الضوء خلال سنة كاملة وهي الوحدة التي تقاس بها المسافة بين الكوكب والبعاد الفلكية الأخرى فيقال ان البعد بين مجرتنا ومجرة اخرى هو كذا سنة ضوئية.
المتر المربع وحدة لقياس المساحة فمساحة ارض غرفة الدراسة 25 متر مربع ومعدل مساحة ارض بناء الدار يساوي 250 متر مربع
والمتر المكعب وحدة لقياس الحجم فمثلا نقول ان حجم خزان الماء المنزلي هو 1 متر مكعب او الف لتر واللتر حجم قنينة من العصير واللتر يعادل 1000 سنتمتر مكعب والسم مكعب هو حجم النرد ومعدل حجم السائل في قنينة الدواء هو 100 مليلتر أي مائة سنتمتر مكعب والحجم الداخلي للحقنة العضلية بين 2 الى 5 ملي لترومعدل سعة صهريج نقل السوائل 30000 لتر
وحدة قياس الكتلة هي الكيلوجرام وكتلة قنينة الماء النقي ذات الحجم لتر واحد تعادل 1 كيلوغرام وكتلة كيس الأسمنت 50 كيلوغرام
الكيلوغرام يساوي 1000 غرام وهذا يعادل خمس مثقال الذهب والغرام يعادل تقريبا كتلة حبة العدس وهناك وحدات اصغر من الغرام وهي الملي غرام والمايكروغرام للأجسام الدقيقة
اما وحدة القياس الأكبر من الكيلوغرام فهي الطن المتري ويساوي 1000 كيلوغرام ونقول ان طن الأسمنت يساوي 20 كيسا ونقول ان معدل كتلة السيارة (الصالون) بحدود 1 طن والقول بان خزان الماء ذات الطنين يستوعب كمية من الماء حجمها 2 متر مكعب او 2022 لتر
وحدة قياس الزمن هي الثانية فكم تبلغ الثانية؟ يمكن تقديها كما تقدر في لعبة كرة السلة عندما نسمع صفرة الحكم على احد اللاعبين بانه استغرق خمس ثواني قبل رمي الكرة فيعدها الحكم بالقول "الف وواحد الف واثنين الف وثلاثة الف واربعة والف وخمسة" وعندها يصر على اللاعب. فهكذا نقدر الثانية
قياسات الميكانيك الأخرى
لنبدا بالقوة فمقياس القوة هو النيوتن فكم تبلغ قوة 1 نيوتن؟ يمكن القول باننا نبذل قوة 1 نيوتن عندما نرفع جسم كتلته 100 غرام من سطح الأرض والداين هو 0.00001 نيوتن أي اصغر منه بمئة الف مره. ومعدل وزن الرجل 700 نيوتن أي ان كل كيلوغام يعادل 10 نيوتن تقريبا.
الأنطلاق هو المسافة المقطوعة في وحدة الزمن . فكم هي 1 مثا ؟ فهي سرعة السيارة التي تقطع مسافة 3.6Km في الساعة الواحدة ( بسرعة الدراجة الهواء عندما تسير اعتياديا) . واكبر سرعة للسيارة يمكن ان تصل الى 100 m/s ، واعظم سرعة للأنسان عندما يقطع 100متر خلال 10 ثواني تقريبا هي 10 m/s واقل سرعة عندما يكون واقفا!. سرعة الصوت كما هو معروف هي 340 متر لكل ثانية والطائرة اسرع من الصوت أي انها تسبق صوتها وبشكل خاص الطائرة الحربية التي تصل الى ثلاثة امثال سرعة الصوت، والرصاصة عندما تخرج من البندقية يبلغ انطلاقها بين 600 الى 1000 متر لكل ثانية أي انها تصيب هدفها قبل ان يصل اليه صوتها، واكبر السرع هي سرعة الضوء ولا يوجد جسم يسير اسرع او حتى مساوي لسرعة الضوء وهي 3x108m/s
الشغل والطاقة لها وحدات تساوي حاصل ضرب وحدات القوة مع الأزاحة وتساوي وحدة الجول ، فما هو الجول الواحد؟ هو الشغل الذي ننجزه عندما نرفع جسم كتلته 100 غرام لمسافة متر واحد ( يكون قد اكتسب طاقة مقدارها جول واحد) والأرج يعادل 0.0000001 من الجول وهو وحدة صغيرة جدا،وعندما نسخن لتر من الماء من درجة الصفر الى درجة المئة فاننا نصرف عليه طاقة على شكل حرارة مقدارها 418000 جول
قياسات أخرى
من الوحدات الفيزيائية الأخرى هي وحدة الشحنة الكهربائية وهي الكولوم وهي الشحنة التي تمتلكها مادة تتجمع على سطحها الخارجي 6.22×1017 الكترون او ياخذ منها نفس العدد من اللكترونات عندما تصبح موجبة الشحنة وهناك وحدة التيار الكهربائي وهي الأمبير ويكون التيار مساويا الى امبير واحد عندما يمر العدد السابق من الللكترونات خلال وحدة الزمن في سلك موصل.
وهكذا يمكننا ان نقدر قيمة جميع الوحدات المستخدمة في الفيزياء ولا نأخذها مجرد رقم وبجانبه الوحدة وانما يجب ان نتحقق من مقدار هذه الكمية الفيزياوية هل هو معقول ام لا ويجب ان نناقش ونعيد التدقيق حتى نقتنع بمعقولية القياس. هنالك الكثير من المواقع التي تتكلم عن الوحدات في الفيزياء وكيفية التحويل من وحدة الى اخرى ندرج بعض منها في ادناه ونامل ان تنال منكم الأهمية وتفيدكم في دراسة الفيزياء

نفع الله به