حباب شناسی و برنولی

چكیده

حباب ها فقط زیبا و رنگی و تفریحی نیستند، بلکه اثبات بی نظیری اند از یک پدیده علمی. حباب شناسی مقدمه ای است با انگیزه و محکم در روند و ماهیت علم.

اهداف

هدف از انجام این فعالیت معرفی مبحث " آیرودینامیک " ( مبحث مربوط به حرکت گازها و هوا ) به دانش آموزان و درگیرکردن آنها برای پیدا کردن بهترین روش برای نگه داشتن یک حباب در هواست. حین این آزمایش مفرح شما اصل برنولی را تدریس خواهید کرد. این آزمایش به شما کمک می کند تا نحوه  پرواز هواپیما را توضیح دهید.

اهداف نهایی:

به دنبال این فعالیت، دانش آموزان باید:

1. بی آنکه حباب را با دست یا هرشیء دیگری لمس کنند، روش هایی را برای نگه داشتن یک حباب در هوا و جلوگیری از برخورد آن به زمین بیابند.
2. در هر گروه با استفاده از شواهد خود تصمیم بگیرند که آیا با افزایش فشار زیر حباب یا کاهش فشار بالای آن می توان یک شیء را در هوا نگاه داشت یا خیر.
3. دو لیست تهیه کنید: روش هایی که مفید واقع شدند و آنهایی که عملی نبودند. ( مفید واقع نشدند )

وسایل لازم

• ظرف خیلی بزرگ مثلا 70 لیتری
• ظرف کوچک مثلا 200 میلی لیتری
• مایع ظرفشویی
• یک پیمانه اندازه گیری
• یک عدد قطره چکان
• گلیسیرین ( اختیاری )
• ظروف کم حجم
• چند عدد نی
• بادبزن

روش تدریس

فعالیت ها و روش کار:

1. با این ترکیب، محلول حباب را تهیه کنید: یک پیمانه مایع ظرفشویی، 50 تا 60 قطره گلیسیرین ( اختیاری )، یک گالون ( 75/3 لیتر ) آب. ظروف کم حجمی را از محلول تهیه شده پر کنید و نی ها را به داخل محلول فرو برده و با دمیدن درونشان انواع حباب های مختلف را همه جای اتاق پراکنده کنید.
2. این متن را برای بچه ها بخوانید: در قرن 18، دانشمندی به نام " دانیل برنولی " یک اصل علمی را کشف کرد که اکنون به نام اوست. سال ها پس از اکتشاف وی، اصل مورد نظر اساس کار پرواز در هواپیماها شد. اصل برنولی بیان می کند: " هر چه هوا سریعتر در جریان باشد، فشار کمتری را اعمال خواهد کرد. " (جریان سریعتر هوا منجر به فشار کمتر آن می شود).
3. روی تخته سیاه طرح یک هواپیما و یک بال را ترسیم کنید. اشاره کنید هنگامی که هوا به بالهای هواپیما برخورد می کند، بخشی از آن روی بال ها و بخشی دیگر به زیر آن ها می رود. دانشمندان دریافته اند که طرفنظر از اینکه هوا به بالا یا پایین می رود، در یک لحظه به هر دو طرف بال می رسد. حال ببینیم اصل برنولی درباره حرکت سریعتر هوا چه می گوید؟
4. توضیح دهید نیرویی که هواپیما را به بالا هدایت می کند، " برای دینامیکی " نامیده می شود. به طور خلاصه می توان گفت دو راه برای نگه داشتن یک شی ء در هوا وجود دارد، افزایش فشار زیر آن یا کاهش فشار بالای آن.
5. دانش آموزان کلاس را به گروههای کوچک تقسیم کنید. از گروهها بخواهید با آزمایش های گوناگون روش هایی برای نگه داشتن حباب هایشان در هوا و جلوگیری از برخورد آن به زمین بیابند و نهایتا روش هایی را که مفید واقع می شوند، در یک لیست بیاورند، روش هایی نظیر افزایش فشار زیر حباب یا کاهش فشار بالای آن. بهتر است بادبزن هایی را بین بچه ها توزیع کرده و از آنها بخواهید بالا یا پایین حباب را باد بزنند ( هوای بالا یا پایین حباب را به جریان بیندازند. ) تا اصل برنولی را بهتر مشاهده کنند.

مطالب گفته شده را خلاصه کرده و گامی به جلو برمی داریم:

1. دانش آموزان یک گزارش هفتگی نوشته و نتایج را با یکدیگر در میان می گذارند و توضیح می دهند کدام روش ها مفید بودند و چرا؟
2. پوسترهایی از هواپیما و بال های هواپیما را ساخته و یا تهیه کنید و آنها را بین دانش آموزان کلاس پخش کنید. از دانش آموزان سوال کنید که چگونه اصل برنولی در طراحی هر یک از بالهای هواپیما به کار گرفته شده است.
3. یک سری حباب در ابعاد و اشکال مختلف در سراسر کلاس پخش کنید.
4. دانش آموزان را وادار کنید تا با استفاده از حباب ها الگوی چگونگی جریان هوا در اتاق و خارج از آن را بیابند.

مترجم: بدری سید جلالی