بومرنگ - جلسه سوم

اهداف:

مشاهده ی پرواز بومرنگ های کوچک مقوایی

یافتن معیارهایی برای مقایسه ی پرواز بومرنگ ها

ارائه ی طرحی برای ساخت یک سکوی پرتاب بومرنگ

انجام چند آزمایش مقدماتی

وسایل مورد نیاز:

مقوا

قیچی

پوشه پروژه

3-1ساخت بومرنگ ساده

در این جلسه برای اولین بار مشغول به انجام آزمایش می شویم. در این جلسه می خواهیم ساخت یک بومرنگ ابتدایی را بیاموزیم و چند آزمایش برای درک علمی بومرنگ و چگونگی حرکت آن انجام دهیم. اکنون که چیزهایی راجع به این که بومرنگ چیست و از کجا آمده است آموختیم، وقت آن است که خود بومرنگ ساخته و حرکت آن را با چشم خود ببینیم. البته ساختن یک بومرنگ مثل آن چه که بومیان استرالیا از آن استفاده می کردند یا شبیه آن چه که این روزها مسابقات جهانی با آن برگزار می شود را برای زمانی که اطلاعات بیش تری یاد گرفتنیم واگذار می کنیم.

برنامه ی امروز ساخت یک مدل کوچک از بومرنگ و مشاهده ی حرکت آن در کلاس با وسایلی بسیار ساده و ابتدایی.

کافی است درون یک مربع با ابعاد حدود 7×7 سانتی متر طرح کلی بومرنگی که ارایه شد رسم کرده و با قیچی ببرید.

3-2 بحث دوم

حال باید دید که این بومرنگ کوچک مقوایی می تواند حرکتی شبیه بومرنگ واقعی انجام دهد؟

از آنجایی که فعلاً اطلاعات کافی در مورد دلایل پرواز بومرنگ نداریم، تنها راه فهمیدن جواب این سوال انجام آزمایش است. پس دست به کار شده و برای به پرواز در آوردن آن تلاش کنید.

در حین این کار که بومرنگ در هنگام پرتاب، علاوه بر سرعت خطی، سرعت دورانی هم دارد. یعنی در حین پرواز دور خودش هم می چرخد.

10 دقیقه به خود فرصت دهید تا انواع روش های پرتاب بومرنگ خود را امتحان کرده و احتمالاً به یک روش پرتاب صحیح دست یابید.

3-3 روش صحیح پرتاب بومرنگ با دست

اگر کسی توانست بومرنگ را درست پرتاب کند می تواند آن را برای سایرین نمایش دهد، تا دیگران با روش این کار آشنا شوند.

روش پرتاب: وسط بومرنگ را با دو انگشت شصت و سبابه ی یک دست آرام بگیرید و با انگشت سبابه ی دست دیگر به یکی از بال های بومرنگ ضربه ای ناگهانی وارد کنید. دقت کنید که در هنگام این عمل باید بومرنگ را با کمی زاویه نسبت به سطح افقی نگه دارید تا حرکت درست مشاهده شود.

حال می توانید با استفاده از این اطلاعات بار دیگر به تمرین پرتاب بومرنگ تان بپردازید.

کار عملی: طرح های دیگری از بومرنگ را نیز امتحان کنید و نحوه پرواز را با این تغییر بررسی کنید.

به نظر شما چه عوامل و پارامترهایی در پرواز بومرنگ مؤثر است ؟ تمام پارامترهایی را که به نظرتان می رسد لیست کنید. لیست پارامترها را در فرم شماره 1 پر کرده و به عنوان تکلیف 1 این جلسه بیاورید.

با استفاده از این پارامترهای تشخیص داده شده، می توانید سؤال پژوهشی بسازند. مثلاً اگر پارامتر مورد نظر طول بال بومرنگ باشد می توان پرسید: "طول بال های بومرنگ چه تاثیری بر شکل حرکت آن دارد؟"

فرم شماره 2 را از سایت گرفته تا سؤال های پژوهشی تان را در آن بنویسید و تکمیل شده ی آن را در تکلیف 2 این جلسه بیاورید.

سپس با خود فکر کنید و حدس بزنید جواب این سؤال چه می تواند باشد؟ (فرضیه سازی )

به عنوان مثال، این فرضیه که " می توان یک مقدار برای طول بال بومرنگ پیدا کرد که بومرنگی با آن طول بتواند به خوبی برگردد"

فرم شماره 3 را از سایت دریافت کنید و تا فرضیه های خود برای هر سؤال را در آن بنویسید و فرم تکمیل شده را به عنوان تکلیف 3 این جلسه بیاورید.

بعد از انجام تکالیف فوق زمان آن رسیده است که از خود بپرسیم: چطور می توان یک بومرنگ بهینه طراحی کرد؟

احتمالاً به این سوال خواهید رسید که بهینه از چه نظر؟ در اینجا نیاز به معرفی معیاری برای پرواز بهتر بومرنگ می باشد.

به نظر شما چه پارامترهایی را می توان به عنوان معیار تعیین کرد؟

حداکثر برد پرواز، یعنی دورترین نقطه ی پرواز بومرنگ از نقطه ی پرتاب؟

نزدیک بودن مسیر حرکت به دایره؟

بازگشت بومرنگ به محل اولیه ی پرتاب با توجه به مورد مطالعه و .... بله درست است این موارد همگی، ممکن است از معیارهای مورد نظر ما باشد.

اما روشی که در اینجا برای فهمیدن پاسخ سؤال ها و بررسی صحت فرضیه ها لازم است طراحی آزمایش ها و اجرای آن ها می باشد.

به عنوان نمونه اگر بخواهیم بدانیم طول بال بومرنگ چقدر باشد تا بومرنگ دقیقاً به محل اولیه ی پرتاب بازگردد (یکی از معیارهای پرواز بهینه : بازگشت به محل اولیه )

برای این کار باید بومرنگ های مختلفی بسازیم که در آن ها تمام پارامترها مثل زاویه ی میان دوبال ، نسبت پهنای بال به طول بال و ...ثابت و یکسان باشد و فقط طول بال ها را تغییر دهیم.

دقت کنید برای بررسی یک عامل سایر عوامل را ثابت گرفته و فقط عامل مورد نظر را در آزمایش هایمان تغییر می دهیم.

در انجام آزمایش نکته ی مهم این است که باید نوع پرتاب بومرنگ ها نیز یکسان باشد. یعنی باید یک سکوی پرتاب برای بومرنگ ها طراحی کنیم که در آن زاویه ی پرتاب و نیروی اولیه برای هر بار پرتاب یکسان باشد. مسلما دست ما چنین خصوصیتی ندارد.

5-3 بحث پنجم

حال بیایید به طراحی یک سکوی پرتاب برای بومرنگ های کوچکمان فکری کنیم.

طرح های مختلفی ممکن است به ذهن تان برسد. حدود 10 دقیقه زمان اختصاص دهید و طرح های خود را با تمام وسایل مورد نیاز روی کاغذ بکشید.

مثلاً برای ثابت کردن نیرو حتی می شود از یک خط کش پلاستیکی که یک سمت آن ثابت شده است استفاده کرد. بهتر است به این که این وسایل را از کجا می توان تهیه کرد نیز فکر کنید. برای مثال اگر در بخشی از ایده تان از لوله استفاده می شود، باندیشید که این لوله را از چه وسیله ای می توان به دست آورد.