مغناطیس و ساخت دست سازه ها دستاورد تقدیری دوره اول پژوهشسرای خوارزمی

یازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید.
در این دوره از جشنواره تعداد 185 گروه به عنوان گروه های تقدیری در بخش های سمینارهای علمی، مسابقات و غرفه های نمایشگاهی به عنوان گروه های تقدیری برگزیده و معرفی شدند.
 بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های تقدیری علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.
  
مقطع: دوره اول
موضوع: بررسی اثرمیدان های قوی و ضعیف مغناطیسی در یک سیستم شتابدار مغناطیسی و ساخت دست سازه های مرتبط
نام مدرسه: پژوهشسرای خوارزمی
نام استاد: آقای سعید جندقی
دانش آموزان: زهرا ابراهیم بیک، پروین امرایی، ریحانه تکبیری

چکیده:
اهمیت مفاهیم فیزیکی شتاب، سرعت و حرکت در زندگی روزمره بشر ما را بر آن داشت تا بر روی مساله حرکت تحت تاثیر میدان های مغناطیسی تحقیق و مطالعه داشته باشیم. برای این منظور، با استفاده از وسایل موجود در آزمایشگاه فیزیک، به صورت دست سازه، یک ریل مغناطیسی ساخته و شتاب حرکت را برای آهنرباهای مختلف اندازه گیری نمودیم. 
با فیلم برداری از حرکت گوی های فلزی و استفاده از نرم افزار  AVS Video Editor  توانستیم مقادیر  (x,t)  را برای هر گوی بدست آورده و در نهایت نمودارهای حرکت در دو بعد را رسم کنیم.
با رسم نمودارها دریافتیم که منحنی های بدست آمده با معادلات حرکت در دو بعد مطابقت دارد. با تحلیل نمودارهای حرکت برای گوی ها دریافتیم که در یک سیستم حرکت شتاب دار می توانیم از میدان های قوی و همچنین ضعیف مغناطیسی استفاده کنیم.  

مقدمه
در این پروژه از قوانین مربوط به بستگی مغناطیسی و همچنین قانون دوم نیوتن به شکل کاربردی استفاده نموده ایم. 
( F= ma )
آزمایش های جذاب فیزیک در زمینه آثار مغناطیسی مواد و همچنین حرکت مکانیکی اجسام و برقراری پایستگی انرژی در راستای انرژی پاک، ما را بر آن داشت تا در این زمینه به تحقیق بپردازیم.
 نمونه آزمایش مشابهی به نام تفنگ گاوس وجود دارد که ما با تغییراتی در آن توانسته ایم حرکت را تحت کنترل خود درآوریم و حتی در فرایندی جدید، شتاب ترمزی را نیز در این سیستم مشاهده کنیم. ایده هایی نیز وجود دارد که ما به اختصار به یکی از آن ها پرداخته ایم. 

شرح کار:
در بخشی از این پروژه به دنبال بررسی اثر میدان های مغناطیسی قوی و ضعیف بر روی شتاب حرکت یک گوی فلزی می باشیم.
گوی فلزی ماده فرومغناطیسی است و تحت تاثیر میدان های مغناطیسی قرار خواهد گرفت و این میدان ها می توانند شتاب تند شونده یا کند شونده ای به گوی فلزی بدهند. تلاش ما این است که از ابتدای حرکت تا انتهای آن، منحنی مکان – زمان، تغییرات لحظه ای داشته باشد. ( سرعت متغیر ) 

جمع بندی و نتیجه گیری:
اهمیت حرکت شتاب دار با شتاب متغیر، انتقال انرژی مکانیکی و پایستگی اندازه 
حرکت خطی در علم فیزیک بر کسی پوشیده نیست.
اگر یکی از بزرگترین دغدغه های بشر را استفاده از انرژی و آثار زیست محیطی آن بدانیم، ارمغان ریل مغناطیسی، استفاده از انرژی پاک همراه با کاهش هزینه، برای ایجاد حرکت در ابعاد گوناگون (بالاتر از اتم ) می باشد. 
استفاده از انرژی پاک در دنیای صنعتی کنونی، یکی از ره یافت های حل مشکل پسماند ها و آلودگی های محیط زیست است.

استفاده هوشمند از نیروی میدان های مغناطیسی می تواند کمک شایانی به حرکت داشته با شد. سهم ریل های مغناطیسی در دنیای پر حرکت ما، بسیار کم و ناچیز است و تنها چند شهر پیشرفته دنیا، در 10 سال اخیر، از این تکنولوژی بهره برده اند.

در این پروژه که برای ما بسیار جذاب بود، گوی های فلزی و آهنرباهای مختلف، قطار و ریل مغناطیسی یک نمایش بسیار زیبای فیزیکی را از خود به نمایش گذاشتند. ما این حرکت شتاب دار را به کنترل خود در آورده و با چیدمان مختلف آهنرباها، به شتاب تند شونده و  کند شونده (شتاب ترمزی) دست یافتیم. 

برای مشاهده مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.
  
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه و تنظیم: نسرین صادقی