التجربة الأولى
:
إبرة تطفو على سطح الماء
هل يمكن أنتطفو إبرة على سطحالماء ؟
التجربة التالية تمكنك من التحقق منذلك .
الموادالمطلوبة :
كأس زجاجية .
ماء .
إبرة فلزية .
منديل ورقي .
سائلتنظيف .
خطوات العمل :
1. اسكب الماء في الكأس .
2. ضع الإبرة على المنديلالورقي وضعها برفق على سطح الماء . ماذا تلاحظ ؟
3. ضع قطرة من سائل التنظيف فيالكأس . ماذا تلاحظ ؟
ماذا حدث ؟
عند وضع المنديل الورقي على سطحالماءيغوص المنديل وتبق الإبرة طافية على سطح الماء ،والسر في ذلك أن سطح الماء يعملكما لو كان غشاءً مشدوداً يحمل فوقهالإبرة ، يطلق على هذه الخاصية للسوائل بالشدالسطحي.
أما عند وضع قطرة من سائل التنظيف فيالماء فإن شده السطحي سوف يقلفتغوص الإبرة .
فائدة علمية
تستطيع الكثير من الحشرات الصغيرةالوقوف على سطحالماء والمشي عليه مستفيدة من ظاهرةالشد السطحي للماء.
التجربة الثالثة
صنع بطارية أفضل
في قوة الفاكهة، قمنا بتوليدالكهرباءباستخدام بعض حبات الليمون. ويكمنالتحدي في صنع بطارية أفضل تعتمد على الفاكهة أوالخضار. قد تترك حبةالليمون سليمة كما هي، أو تقوم باستخراج العصير كما فعلنا فيدائرة كبيرة الحجم.
تستخدم بطاريات الليمون الزنكوالنحاس كأقطاب كهربائية. يمكنك تجربة معادن أخرى. وتبين تجربتنا مع الدائرةكبيرة الحجم أيضاً أن حجمالأقطاب الكهربائية مهم..
قمنا ببعض التجارب باستخدامالجريب فروت.
استخدمنا أشرطة الزنك والنحاسودفعناها داخل الجريب فروت. وباستخدام جهاز كهربائي متعدد القياس، سجلنا 0.85فولت و 0.4 مل أمبير. لقد ظننا أنقوة الدائرة سيتأثر بمساحة سطحالأقطاب الكهربائية المتصلة مع الجريب فروت. لاختبارهذه النظرية، قمنابسحب الأقطاب الكهربائية إلى الخارج وبقيت أطرافها فقط في الجريبفروت..
كان الفولت 0.75 فولت/ وهو قريب إلىالرقم السابق، لكن أصبح التيار 0.1مل أمبير فقط.
قم قمنا بتجربة دائرتين من الجريبفروت.
بوجود دائرتين منالجريب فورت معاً سجلنا 1.7 فولت و .46 مل أمبير.تضاعف الفولت بينما بقي التياركما كان عليه في الدائرة الأصلية حينكانت الأقطاب مدفوعة بالكامل داخلالفاكهة.
دائرتين من الجريب فروت. القطبالكهربائي من الزنك والقطب الآخر من النحاس متصلانبالجهاز متعدد القياس. ويبقىالقطبان الآخران متصلان ببعضهماالبعض مع السلك الأبيض.
ثم جربنا اتصالامتوازياً.
دائرتين من الجريب فروت متصلتانبالتوازي. قطبي الدائرة من النحاسمتصلان مع بعضهما مع السلك الأحمر،ومن ثم مع جهاز القياس المتعدد. قطبي الزنكمتصلان معاً ومعجهاز القياس المتعدد بالسلك الأسود.
مع وجود الدائرتين بشكلمتوازي سجلنا 0.85 فولت و 0.9 مل أمبير. بقيالفولت كما كان عند استخدام دائرةكهربائية واحدة، لكن التيار تضاعف.
بعض الأقطاب التي استخدمناها.
مناليمين إلى اليسار:
ألومنيوم، حديد، رصاص، زنك، نحاس.
دائرة كهربائية منالجريب فروت مع أقطاب من النحاس والزنك.
تنويه : يمكنك إضاءة لمبة أويمكنكتشغيلمحرك كهربائي صغير بهذه الطريقة.
كيف يطفو الماء في كوب الشاي؟
تصور أنك تستطيعأن تأتي بكوب شاي ثم تأتي ببعض الماء تسكبه عليذلك الشاي فيظل الماء طافياً أعليالكوب و من أسفله الشاي بدوب اضافةأي مادة أخري غير الماء و الشاي.
المسألةعلمياً بسيطة ومبررة تماماً. بالنظر الى الكثافة معروف أن المواد ذات الكثافةالأقل تطفو فوق تلك ذات الكثافة الأكبر. فمحلولالشاي مكون من ماء و شاي و سكر أيأنه بدون شك أعلى كثافة من الماء،اذن يجب أن يطفو الماء فوقه.
لكن لماذا اذافتحنا صنبور الماء على كوب الشاي فان الماء يمتزجتماماً بالشاي؟
لننظر الى قوةارتباط جزيئات الشاي مع بعضها فاذا كانت قوةاندفاع المياه من الصنبور على الشايأكبر من قوةالارتباط بين جزيئات الشاي فذلك يعني قطعاً امتزاج الماء معالشاي.
أصبح الموضوع واضح تماماً، يجب أنتكون قوة صب الماء أقل من قوة ارتباطجزيئات الشاي.
أحضر كوب شاي ممتلى حتى ثلاثة أرباعهثم ضع برفق شديد ورقة مربعةصغيرة على سطح الشاي(لا تغطي سطحالشاي كله)، ثم أبدأ بتنقيط الماء قطرة قطرة وبرفق على سطحالورقة، ستقلل الورقة من قوة اصطدام الماء بالشاي و تجعله ينسابانسياباً على السطح. عندما يقترب الربع الأخير منالكوب من الامتلاء ألقي نظرةجانبية عليه…… ستجد الماء طافياًعلى الشاي.
جربها، انها ممتعة.
| الكهرباء الساكنة :ـ البالونالمكهرب:ـ انفخ عدة بوالين هوائية و اربط فوهتها باحكام و قم بدعكها بقطعةقماش صوفية ثم قربها من زاوية سقف الغرفة فتلاحظ أنها تبقى في مكانها فترة طويلة وكأنها عالقة . و السبب في ذلك أنه عند دعك البالونات بقطعة الصوف تكتسب شحناتكهربائية و هذا يعني بأن البالونات قد حصلت على شحنات كهربائية سالبة من قطعة الصوف، هذه الشحنات تسمى الإلكترونات و بقاء البالونات في زاوية سقف الغرفة عالقة سببههو اجتماع الإلكترونات السالبة من البالونات بالبروتونات الموجبة في سقف الغرفةوالتي تجذب الإلكترونات السالبة .و الإلكترونات الموجودة في سقف الغرفة تتجول فيهاحتى تتعادل إلكتروناته و تتوازن و يكون السقف سيء أو رديء التوصيل الكهربائي لعدةساعات عندما يكون هواء الغرفة جافاً التجاذب و التنافر:ـ انفخبالونين هوائيين و أغلق فوهة كل منهما بخيط ثم ادعك البالونين بقطعة قماش صوفية وأمسك طرفي خيطي البالونين فتلاحظ أنهما قد تباعدا عن بعضهما البعض بدلاً مناقترابهما من بعضهما كما هو متوقع . و بسبب الدعك اكتسب البالونان إلكترونات سالبةمن القماش الصوفي الذي أصبح يحتوي على إلكترونات موجبة و لهذا تجد أن البالونان قدتباعدا عن بعضهما البعض لإحتوائهما على شحنتين متشابهتين بينما نجد أن البالوناتتقترب و تنجذب إلى القماش الصوفي الذي يحتوي على البروتونات الموجبة و هكذا انحناء مسار سيلان الماء :ـ خذ ملعقة من البلاستيك و ادعكها عدةمرات على قطعة قماش صوفية ثم افتح حنفية الماء قليلاً حتى يسيل منها الماء سيلاناًخفيفاً و حاول أن تقرب الملعقة البلاستيكية يعد دعكها كما ذكرنا من مسيل الماءفتلاحظ فوراً كيف ينحني سيلان الماء و يميل مقترباً من الملعقة . فالشحناتالكهربائية التي اكتسبتها الملعقة نتيجة الدعك أثرت على جزيئات الماء و سببت فيجذبها نحوها . و إذا وصل سيلان المياه إلى الملعقة تحررت شحناتها فوراً و تلاشتوعاد سيلان المياه إلى التساقط عمودياً كالمعتاد و السبب في ذلك هو ان المياه افقدتالملعقة من شحناتها المكتسبة فرز الملح عن الفلفل المطحون:ـ أخلطقليلاً من الملح المطحون غير الناعم مع قليل من الفلفل الناعم . فكيف نعمل لفرزالفلفل عن الملح ؟ خذ ملعقة صغيرة من البلاستيك المستعملة عادة في الأكل وادعكها على قطعة صوف و ضع الملعقة المدعوكة فوق الخليط فتلاحظ فوراً قفز و ارتفاعالفلفل ليلتصق بالملعقة . و السبب في ذلك هو ان الدعك يكسب الملقة شحنات كهربائيةتؤدي إلى جذب الخليط إلى الملعقة . و إذا وضعت الملعقة على بعد كافي غير قريبة منالخليط تلاحظ أن الفلفل الناعم هو الذي ينجذب إلى الملعقة لأنه اخف من الملح و إذارغبت بجذب الملح أيظاً فما عليك إلا أن تقرب الملعقة من الخليط أكثر فأكثر الكتروسكوب بسيط :ـ خذ قارورة فارغة و أثقب غطاءها من منتصفه و أدخلفي هذا الثقب قضيباً نحاسياً مطعوجاً على شكل خطاف و أحكم سد الثقب الذي يمر منهالقضيب أو السلك بصورة جيدة بواسطة مادة عازلة تفصل السلك عن الغطاء و تعزله عنه وعلق على الخطاف صفيحة رقيقة مستطيلة معدنية من الألمنيوم مثنية من منتصفها بشكلمتماثل . و الأن قم بشحن قلم ذو غلاف بلاستيكي بدعكه على قماش صوفي دعكاً جيداً كييكتسب الشحنات الكهربائية الكافية و إذا لم يتيسر لديك قلم استعمل مشط بلاستيكي أوما شابه و قرب القلم من رأس القضيب أو السلك فتلاحظ على الفور تباعد قسمي الصفيحةالألمنيوم عن بعضها البعض فعند ملامسة القلم لطرف السلك تنتقل الإلكترونات عن طريقالسلك إلى قسمي صفيح الألمنيوم حيث يتم شحن قسميها بصورة متساوية مما يؤدي إلىتباعد القسمين عن بعضهما تبعاً لقوة الشحنات التي يتمتع بها القلم |
|
