بومرنگ - جلسه پنجم
اهداف:
انجام آزمایش به روش آزمون و خطا بدون دانستن دلیل پدیده
درک اهمیت این روش در توصیف پدیده های فیزیکی
آموزش روش های ساده آماری در تحلیل داده های آزمایش
تحلیل داده ها
وسایل مورد نیاز:
مقوا
متر
سکوی پرتاب ساخته شده در جلسه قبل
5-1 بررسی و ساخت بومرنگ
در این جلسه می خواهیم بدون توجه به دلایل و عوامل شکل پرواز بومرنگ و تنها به روش آزمون و خطا یک بومرنگ بهینه طراحی کنیم. اما همان طور که در جلسات پیش هم بحث شده نخست باید پارامتری را که می خواهیم در پرواز بومرنگ بهینه کنیم، مشخص کنیم. این پارامترها عبارتند از:
مسیر حرکت
ارتفاع اوج
دورترین فاصله ی بومرنگ از محل پرتاب
فاصله ی محل فرود بومرنگ از محل پرتاب
زمان پرواز
در اینجا پارامتری که مورد نظر است و به راحتی قابل اندازه گیری است، فاصله ی محل فرود بومرنگ از محل پرتاب آن است. برای این منظور محل سکو را به عنوان مبدا انتخاب می کنیم و فاصله ی محل فرود بومرنگ را از مبدا با متر یا خط کش اندازه می گیریم.
اما در بهینه سازی بعد از اینکه پارامتر بهینه سازی آزمایش را پیدا شد باید دید که در ساختار فیزیکی بومرنگ چه پارامترهایی وجود دارند که مؤثر هستند و ما بهینه سازی را از روی کدام پارامتر فیزیکی بومرنگ می خواهیم انجام دهیم.
پارامترهای فیزیکی مؤثر بومرنگ در پرتاب آن:
طول بال ها
عرض بال ها
زاویه بین بال ها
زاویه صفحه ی بومرنگ هنگام پرتاب نسبت به سطح افقی
نیروی وارده بومرنگ برای پرتاب
برای بررسی یک پارامتر باید تمامی پارامترهای دیگر را ثابت گرفت و فقط یک پارامتر را تغییر دارد. در اینجا با انتخاب یک نوع مقوا برای همه بومرنگ ها، چگالی و در نتیجه به دلیل ثابت بودن حجم، جرم همه ی بومرنگ های مورد آزمایش را ثابت کرده ایم. با ثابت گرفتن طول بال ها در حدود 3/5 -4 سانتی متر و عرض بال ها در حدود 7-8 میلی متر این دو پارامتر را نیز ثابت کرده ایم. با تنظیم کردن صفحه ی سکوی پرتاب در حدود 60 درجه نسبت به زمین آن پارامتر را نیز ثابت می کنیم و در طراحی بومرنگ ها با توجه به تمامی شرایط ذکر شده، تنها زاویه ی بین دو بال را تغییر می دهیم.
5-2 آزمایش 1
در این بخش روی مقواهایی که در اختیار دارید، با توجه به شکل کلی بومرنگ که در جلسه گذشته توضیح داده شد و با توجه به شرایطی که در بالا ذکر شد، بومرنگ هایی با زوایای مختلف بکشند و سپس آن ها را با قیچی ببرید. از آن ها بخواهید زوایای زیر را برای بومرنگ های خود طراحی نمایید.
20 – 40 – 50 – 60 – 70 – 80 – 90 – 100 – 110 – 120 – 130 – 140 – 160 درجه
برای سریع تر پیش رفتن می توانید به گروه های سه نفری تقسیم شده و کار را به این ترتیب تقسیم کنید. هر گروه باید هر بومرنگ را حداقل 5 بار پرتاب کند و فاصله ی محل پرتاب تا محل فرود بومرنگ را محاسبه و همه ی اعداد به دست آمده را در جدولی یادداشت کنید.
تمامی اعداد به دست آمده را ثبت کنید، حتی اگر به نظرتان خطای زیادی دارند، اما در عوض هر گاه فکر کردید آزمایشتان ایرادی داشته است، در آن زاویه تعداد بیشتری پرتاب انجام دهید و اعداد بیشتری ثبت نمایید.
تکلیف 1: جدولی طراحی کنید و تمامی اعداد به دست آمده را مرتب در آن یادداشت کنند. جدول تکمیل شده را برای ما ارسال نمایید.
توجه: در صورتی که شکل کلی پرواز بومرنگ ها مطلوب نبود، یعنی سکوی پرتاب ایرادی داشته است و احتمالاً مشکل از کمبود نیروی اولیه ی پرتاب است. در این صورت از فنر قوی تری استفاده کنید.
تکلیف 2: به انتخاب خود یک زاویه بین بال های بومرنگ را انتخاب کرده و مجدداً در آن زاویه آزمایش را تکرار کنید و اعداد به دست آمده را نسبت به اعداد ثبت شده ی قبلی آن ها مقایسه کنید. نتایج فعالیت های خود را برای ما ارسال نمایید.
مطالب مرتبط:
بخش پروژه های دانش آموزی تبیان
تهیه: اشکان بلوچی - تنظیم: فاطمه گودرزی
