وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
درباره ی روند یک اختراع با دانش آموزان به بحث بپردازید. از آن ها بخواهید نکات مهمی که به نظرشان آمده را بگویند و آن ها را پای تخته ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه دوم

اهداف:

     به دست آوردن پیش زمینه ی تاریخی

     تشخیص انواع بالون

     کشف قسمت های مهم یک بالون هوای گرم و خصوصیات آن از روند تاریخی کشف

     درک وجود رقابت بر سر ارتفاع و زمان بالا بودن بالون در طول تاریخ

وسایل مورد نیاز:

     یک نسخه از متن زیر برای دانش آموزان

    پوشه ای برای نگه داری مکتوبات پروژه

 

تاریخچه بالون های هوای گرم

در این جلسه ابتدا تکالیف جلسه پیش را داخل پوشه ای قرار دهید. این پوشه از این به بعد محل نگه داری تمام مکتوبات پروژه شما است.

در این جلسه می خواهیم به بررسی تاریخچه ای از بالون ها بپردازیم. متن تاریخچه را به صورت پاورپوینت می توانید از اینجا دریافت کنید.

بهتر است بحث را با سۆالاتی از درون متن آغاز کنید، مثل این که اولین بالون را چه کسی ساخت ؟ کی اولین بار با بالون به هوا رفت؟ اولین بالون ها چه طوری کار می کردند و شباهت نخستین بالون با بالون خود آن ها را یادآور شوید.

 

درباره ی انواع بالون از دانش آموزان پرسش کنید.  در متن توضیح داده شده که انواع دیگری بالون هم وجود دارد ، مثل بالون هیدروژنی و هلیومی. درباره ی مزیت این بالون ها نسبت به بالون هوای گرم بپرسید.   (اگر آتش بالون هوای گرم را قبل ار بالا رفتن آن روشن و بعد خاموش کنیم ، وقتی هوای داخل بالون سرد می شود بالون به پایین بر می گردد.  اگر آتش دایم روشن باشد ممکن است جرقه های آن بالون را بسوزاند. ) نخستین بالون است، با سوزاندن چیزهایی که به بالون متصل بود ، هوای داخل آن را گرم می کردند. بعدها ایده ی گرم کردن هوای داخل بالون کنار گداشته شد و بالون های هلیومی و... جای آن را گرفت که ایمن تر بودند. سپس دوباره ایده ی استفاده از هوای گرم به میان آمد و اکنون 50 سال است که مجدداً از آن استفاده می شود.

 

ممکن است دانش آموزان درباره ی بالونی که به استراتوسفر رفت بپرسند و اینکه استراتوسفر کجاست و...  فایل ضمیمه شده به کلمه استراتوسفر در متن را دانلود کنید و مطالعه بفرمایید.

دانلود فایل

 

درباره ی روند یک اختراع با دانش آموزان به بحث بپردازید. از آن ها بخواهید نکات مهمی که به نظرشان آمده را بگویند و آن ها را پای تخته لیست کنند. (مشاهده ی  کار دیگران و ایده گرفتن از آن ها، اصلاح کار آن ها و پیاده کردن افکار خودمان، انجام آزمایش و تغییر پارامترهای مختلف (جنس بالون و گاز درون آن )  تا جایی که به بهترین شکل وسیله را ساخته باشیم.   همکاری در گروه  و ..... )

 

همچنین آن ها را متوجه تاثیر روند پیشرفت یک اختراع بر دیگر اختراعات از همان نوع کنید ( دو هفته بعد از پرواز بالون هوای گرم گلفیه، چارلز بالون هیدروژنیش را به هوا می فرستد و ... )

از دانش آموزان بپرسید رقابت سازندگان بالون در طول زمان بر سر چه بوده است ؟ ( طی مسافت های طولانی تر، افزایش سرعت، افزایش ارتفاع، افزایش ایمنی سفر ) نگاهی به سۆال های پژوهشی دانش آموزان (تکلیف جلسه قبل ) بیندازید و ببینید آیا هیچ کدام آن ها سۆالی در این زمینه مطرح کرده که چگونه ارتفاع، زمان پرواز و .. بالون را بهینه کند؟

 

در آخر کمی درباره ی فرضیه ی گلفیه درباره ی کشف گاز جدید سبک تر از هوا صحبت کنید و ادامه بحث راجع به علت بالا رفتن بالون را به جلسه بعد موکول کنید.

 

تاریخچه بالون

رزیه (Rozier)،  شیمیدان و معلم فیزیک فرانسوی بود و  بیشتر در باره ی گازها تحقیق می کرد. او موزه ی علومی بنا کرده بود که در آن آزمایش های شیمی و فیزیک را برای عموم به نمایش در می آورد.

 

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه دوم
بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه دوم

عکس بالا: مونت گلفیه،  پایین: رزیه

 

او در ژوئن 1783، به تماشای پرواز بالون برادران مونت گلفیه رفته بود. بالونی که این دو برادر ساخته بودند، او را سر ذوق آورد و خودش شروع به آزمایش و تجربه کرد. بالاخره بعد از تلاش های مستمر و پیگیر موفق شد در 19 سپتامبر 1783 بالون هوای گرمی بسازد که در آن یک گوسفند، یک اردک و یک خروس سوار بودند!  ( آن ها اولین مسافران بالون بودند! )

بالون هوای گرم چیز عجیب و غریبی نیست. تقریباً شبیه همان چیزی است که شما جلسه ی پیش ساختید.  البته باید بگوییم بالون رزیه حتماً خیلی بزرگتر از بالون شما بوده است.

در 15 اکتبر همان سال او دیگر آن قدر به بالون اصلاح شده ی خودش مطمئن بود که در آن نشست و بر فراز پاریس به پرواز در آمد. البته 15 دقیقه بیشتر در هوا نماند و پس از 15 دقیقه پرواز در ارتفاع 25 متری، سالم به زمین نشست. ( راستی بالون شما چه مدت در هوا بود ؟ )

پس از انجام آزمایش های بیشتر و بیشتر.... او توانست در 21 نوامبر 1783 با بالون برادران مونت گلفیه سفری 12 کیلومتری را تجربه کند. در طی این پرواز که کلاً 25 دقیقه طول کشید، بالون او تا ارتفاع 900 متری بالا رفت. ( عجب پشتکاری ! )

 

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه دوم

 بالون رزیه

 

حالا این برادران مونت گلفیه فرانسوی کی بودند ؟ بالونی که آن ها ساخته بودند و رزیه آن را دیده بود و بعد رفته بود آن را اصلاح کرده بود، بالون بدون سرنشینی بود که با خرده های چوبی که درون آن بود هوای درونش گرم می شد و مثل بالون خودتان به بالا می رفت. برای همین هم این بالون اولین بار که به هوا رفت کمی در آتش سوخت. ( شاید کمی شبیه اتفاقی که سر بالون شما آمد )، اما همان طور که گفتیم بعداً رزیه با اصلاحاتی که انجام داد  توانست سفری هوایی را با آن  تجربه کند ( می گویند او اسفنج خیسی داشته و با آن آتشی که به اطراف سرایت می کرده را خاموش می کرده است. )

 ژوزف و ژاک مونت گلفیه که پدرشان کارخانه کاغذ داشت و از بچگی با انواع کاغذ سر و کار داشتند،  فهمیده بودند که وقتی زیر یک کیسه کاغذی شعله روشن می کنند، کیسه باد می شود و به هوا می رود. آن ها کیسه  بزرگ تری از جنس ابریشم و کاغذ ساختند و در 4 ژوئن 1783 آن را به هوا فرستادند.  درواقع برادران مونت گلفیه مخترع اولین بالونی بودند که واقعاً به هوا رفت. (این همان نمایشی است که رزیه از آن ایده گرفت )


 

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه دوم

بالون مونت گلفیه

 

جالب است بدانید مونت گلفیه فکر می کردند که گاز جدیدی  کشف کرده اند که از هوا سبک تر است و باعث می شود بالون بالا رود. در واقع گاز جدید آن ها همان هوایی بود که فقط گرم شده بود.

دانشمندان بعضی وقت ها در اثر تجربه و آزمایش یک اتفاقی را کشف می کنند، بدون این که دقیقاً بدانند چرا آن اتفاق می افتد. حتی بعضی وقت ها تصور اشتباهی راجع به علت آن دارند. به نظر شما با وجود این که مونت گلفیه علت واقعی بالا رفتن بالون را نمی دانستند، آیا کار آن ها ارزشی داشت؟ 

 

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه دوم

بالون برادران مونت گلفیه

 

دو هفته بعد از پرواز بالون مونت گلفیه، فیزیکدان فرانسوی ژاک چارلز  و نیکولاس رابرتز اولین بالون هیروژنی را به هوا فرستادند. هیدروژن گازی است که از هوا سبک تر است و برای همین هم بالامی رود.  ژاک در تولید هیدروژن تبحر داشت و رابرتز هم در پوشاندن ابریشم با لاستیک. آن دو ، باهم همکاری کردند و اولین بالون هیدروژنی را ساختند.

 

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه دوم

بالون هیدروژنی چارلز

 

دو سال بعد (1785م. ) یک فرانسوی با نام ژان پیر بلانکارد یک بالون هیدروژنی طراحی کرد که بال هایی برای کنترل پرواز داشت. او به همراه  کمک خلبان آمریکاییش جان جفریس از میان کانال انگلیس با بالون عبور کردند.  جان جفریس بعد ها نوشت آن قدر بالون به آب نزدیک شده بود که آن ها همه چیز حتی لباس هایشان را هم در آوردند و  پایین انداختند.

متأسفانه در همین سال رزیه در تلاشش برای عبور از همین کانال کشته شد. (بهتر بود یک گوسفند را به جای خودش می فرستاد !) او می خواست از بالون هیدروژنی و بالون هوای گرم همزمان استفاده کند. برای همین هم 1.5 ساعت پس از بلند شدن، بالونش منفجر شد. ( چرا ؟)

در سال 1793، بلانکارد در آمریكای شمالی بالونش را به پرواز در آورد.

 

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه دوم

بالون بلانکارد با بال هایی برای کنترل پرواز

 

از اینجا به بعد پیشرفت بالون ها سریع می شود و ما هم داستان را مختصر می کنیم :

1794 – 1945 : بالون در طی این سال ها به عنوان ابزاری برای جا به جایی مواد غذایی و برای ارتباطات در طول جنگ ها مورد استفاده قرار گرفته است .

100 سال بعد ......

آگوست 1932 نخستین پرواز انسان به استراتوسفر: دانشمند سوییسی، آگوست پیکارد با بالونش به نام FNRS برای اولین بار به استراتوسفر سفر کرد! او توانست به ارتفاع 16 کیلومتری برسد و رکورد ارتفاع را شكست. پس از آن رقابت بر سر بیشترین ارتفاع بالون شروع شد.

1935 : رکورد جدیدی برای ارتفاع بالون ها شكسته شد که تا 20 سال تغییر نکرد. «بالون کاوشگر 2» به ارتفاع 22 کیلومتری رسید. برای نخستین بار در تاریخ، بشر توانست در داخل محفظه های تحت فشار در ارتفاع بالای جو زنده بماند. ( آن بالاها هوا خیلی رقیق است.)

1960 رکورد ارتفاع و بلندترین پرش با چتر نجات: کاپیتان جو کیتینگر، از بالونش که به ارتفاع 31 کیلومتر رسیده بود با چتر نجات به پایین پرید ! ( این یکی دیگر واقعاً از جانش سیر شده بود!) بالون او رکورد ارتفاع و خودش رکورد پرش را شكست. او با بدن خود، دیوار صوتی را شکاند!

 

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه دوم

تصویر کاپیتان کیتینگر در حال سقوط با چتر نجات

 

1978 : بالون «دو عقاب 2» برای نخستین بار از روی اقیانوس اطلس گذشت. این بالون که از گاز هلیوم پر شده بود، 3 مسافر داشت و در مجموع 137 ساعت در راه بود. (مسافت و زمان پرواز دارد خیلی طولانی می شود)

1981 : بالون «دو عقاب 5» پروازش را از ژاپن آغاز کرد و پس از 84 ساعت پرواز بر فراز اقیانوس آرام، در کالیفرنیا به زمین نشست.

1987 : ریچارد برانسون و پر لیندستات ،نخستین کسانی بودند که اقیانوس اطلس را با «بالون هوای گرم»  به جای بالون هلیوم پیمودند. آن ها 2700 کیلومتر را در 33 ساعت طی کردند که این زمان رکورد جدیدی بود. در آن زمان بالون آن ها بزرگترین بالونی بود که تا آن موقع به پرواز در آمده بود و حجمش 65000 متر مکعب بود.

یک سال بعد لیندستات با بالون هوای گرمش به ارتفاع 20 کیلومتری رسید.

تیم دو نفری آن ها در سال 1991 اقیانوس آرام با مسافت 10800 کیلومتر  را در طی 47 ساعت با بالون هوای گرم پیمودند. سرعت حرکت آن ها به 390 کیلومتر در ساعت رسید!

 

1999  نخستین سفر دور دنیا با بالون: برتراند پبکارد و برایان جونز از سوییس پرواز خود را آغاز کردند و در آفریقا به زمین نشستند. آنها 19 روز و 21 ساعت و55 دقیقه در هوا بودند.

 

 تکلیف: با جستجو در اینترنت رکورد طولانی ترین پرواز و بلندترین پرواز را بیابید.

 

محل بازدید/ اردو / خرید: برای این جلسه می توانید از پارک جنگلی کوهسار واقع در غرب تهران برای تماشای نمایش های هوایی، بازدید نمایید.

 

منابع مطالعه: درباره ی کاپیتان کیتینگر و پرواز او:  (1) و (2) و (3) , عکس هایی از مراحل پرواز او

 

مطالب مرتبط:

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه اول

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه سوم

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه چهارم

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه پنجم

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه ششم

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه هفتم

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه هشتم

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه نهم

 

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان

تهیه: بهاره امینی - تنظیم: فاطمه گودرزی

 

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین