מדע על הבר

מטרות:

1.      פעילות מגניבה, לימודית ומגוונת.
2.      חקר של החניכים בנושאים מדעיים שונים.

מהלך:

1. קבוצות ניסוי (30 דק'):  מחלקים את החניכים במועדון לקבוצות ע"פ מספר הניסויים שיש לערוך. עדיף קבוצות קטנות – זוגות או שלשות.

כל קבוצה מקבלת את דף הניסוי שלה (חשוב לא להכניס בדף הניסוי את ההסבר המצורף!!), ואת החומרים הדרושים, ועורכת אותו (ניתן גם לתת לחניכים משימה- להשיג את החומרים בעצמם).

2. הבנת התהליכים והכנת הפרזנטציה (20 דק'): כאשר כל הניסויים נערכו פעם אחת (והצליחו…), על הקבוצה לנסות ולחפש פשר- מדוע הניסוי עבד, ומה התהליך המדעי שפעל כאן? הם יכולים להשתמש באינטרנט או בכל אמצעי אחר, ולהבין את הפעולה שקרתה כדי להסביר לשאר הקבוצה מאוחר יותר.

3. מליאה (30 דק'): מתכנסים ועורכים את הניסויים יחד. בסוף כל ניסוי הקבוצה המבצעת מסבירה את התהליך לשאר החניכים.

** הניסויים שמובאים למטה הם הצעה. ניתן למצוא ניסויים רבים נוספים בספרי מדע או אתרי אינטרנט- הרגישו חופשי להתפרע!!

רשימת ציוד:

בכל אחד מהניסויים ישנה רשימת ציוד שונה. כדי להתכונן טוב ולהכין את כל החומרים הדרושים. (אפשר גם לבקש מהילדים להביא מהבית).

  • ניסוי 1: התפרצות הר געש!
חומרים:
  • רבע כוס מים
  • רבע כוס חומץ
  • תרכיז מיץ ענבים
  • כפית צבע מאכל צהוב
  • כפית אבקת אפייה
  • כפית אבקת כביסה (ניתן להשתמש גם בנוזל סבון כלים)
  • נייר עיתון
  • כוס מדידה
שלבי הניסוי:

1. מכסים את משטח העבודה בנייר עיתון.
2. מוזגים לכוס המדידה את המים, תרכיז הפטל וצבע המאכל.
3. מוסיפים את אבקת האפייה ואבקת הכביסה.
4. יוצקים מעל התערובת את כוס החומץ וצופים בהשתאות בהתפרצות.

לנסיינים היצירתיים, ניתן לפסל הר געש מפלסטלינה ולערוך את הניסוי בלוע ההר.

כיצד זה קורה

חגית טייב, מדריכה במוזיאון המדע על שם בלומפילד בירושלים מסבירה:
כאשר מוזגים את החומץ לאבקת האפייה משתחרר הגז פחמן דו חמצני. בועות הגז שנוצרו בתוך הכוס ואבקת כביסה/נוזל הכלים יוצרות קצף וגורמות להתפרצות המדמה הר געש.

  • ניסוי 2: כל הצימוקים קופצים רוקדים…
חומרים:
  • חופן צימוקים
  • בקבוק סודה או ספרייט
  • צנצנת שקופה (רצוי גדולה)
שלבי הניסוי:

1. ממלאים את שלושת רבעי הצנצנת בסודה.
2. מוסיפים חופן צימוקים.
3. צופים בצימוקים קופצים בצנצנת במשך שעה שלמה.

כיצד זה קורה?

חגית טייב, מדריכה במוזיאון המדע על שם בלומפילד בירושלים מסבירה:

הצימוקים כבדים יותר ממשקה הסודה ולכן בהתחלה הם שוקעים לתחתית הצנצנת. משקה סודה מכיל את הגז פחמן דו חמצני. כאשר בועות הגז משתחררות מהסודה הן נצמדות לפני השטח המחוספס של הצימוקים ומעלות איתן את הצימוקים מעלה. כאשר הצימוקים מגיעים לקו העליון של הנוזל, הגז הצמוד לצימוקים משתחרר לאוויר. הצימוקים מאבדים את יכולת הציפה ושוקעים. התהליך נמשך עד שרוב בועות הפחמן הדו חמצני שבסודה משתחררות לאוויר.

  • ניסוי 3: שקית נפץ
חומרים:
  • מגבת נייר
  • שקית סנדוויץ' (זיפ-לוק)
  • 3/4 כוס חומץ
  • 1/4 כוס מים פושרים
  • כף וחצי סודה לשתייה
שלבי הניסוי:

1. פורסים מגבת נייר ושופכים למרכזה כף וחצי של סודה לשתייה.
2. מקפלים את הנייר ומניחים בצד.
3. שופכים לשקית את החומץ ואת המים.
4. מניחים בזהירות את הנייר המקופל בתוך השקית, אך דואגים שהוא לא יבוא במגע עם החומץ והמים.
5. סוגרים היטב ובעדינות את השקית.
6. מנערים קלות, מניחים בכיור ומתרחקים.
7. מחכים שהשקית תתנפח ותתפוצץ.

מומלץ לערוך את הניסוי מעל כיור או צידנית.

איך זה קורה?
כאשר מערבבים חומץ עם סודה לשתיה נוצר הגז פחמן דו חמצני. מכיוון שהשקית סגורה היטב, לגז אין אפשרות להשתחרר ולכן הוא מצטבר בתוך השקית ומפעיל לחץ. בשלב מסוים לחץ הגז בתוך השקית גדול וגורם לפיצוץ השקית.

  • ניסוי 4: מים VS. כוח המשיכה
חומרים:
  • שני בקבוקי מים של ליטר וחצי ריקים
  • קנקן של מים קרים
  • קנקן של מים חמים
  • צבע מאכל
  • פיסת קרטון
שלבי הניסוי:

1. ממלאים בקבוק אחד במים קרים.
2. ממלאים בקבוק שני במים חמים ומוסיפים לו צבע מאכל.
3. מניחים פיסת קרטון בפתח הבקבוק עם המים הקרים, והופכים אותו על פתח הבקבוק עם המים החמים.
4. ברגע ששתי פיות הבקבוקים מחוברות זו לזו, מסירים את פיסת הקרטון.
5. מחכים עד שהמים עם צבע המאכל נודדים מעלה.

כיצד זה קורה? 

חגית טייב, מדריכה במוזיאון המדע על שם בלומפילד בירושלים מסבירה:

כאשר מחממים מים הצפיפות שלהם יורדת, כלומר: מים חמים קלים יותר ממים קרים. כאשר הופכים את הבקבוק עם המים הקרים על הבקבוק עם המים החמים – המים החמים עולים למעלה כי הם קלים יותר. אם נחכה מספיק זמן עד שהמים יגיעו לאותה טמפרטורה – שני הצבעים יתערבבו.

  • ניסוי 5: ביצה בים המלח
חומרים:
  • צנצנת שקופה
  • ביצה
  • כוס מלח
שלבי הניסוי:
1. ממלאים את מחצית הצנצנת במים.
2. מניחים בעדינות את הביצה בתוך הצנצנת.
3. מוסיפים כוס מלח ומערבבים עד להמסת המלח.
כיצד זה קורה?

חגית טייב, מדריכה במוזיאון המדע על שם בלומפילד בירושלים מסבירה:

ביצה שוקעת במים כי היא יותר כבדה מהם. כאשר ממיסים מלח במים, צפיפות המים גדלה (כלומר המים הופכים להיות כבדים יותר) ולכן הביצה צפה מעליהם, ממש כמו שאנחנו צפים בים המלח.

  • ניסוי 6: לא נורא רוני רון, זה סופו של כל בלון…
חומרים:
  • שקית שמרים
  • בקבוק ריק של חצי ליטר
  • משקה מסוכר: מיץ פירות, קולה, אפשר גם משקאות דלי סוכר.
  • בלון
  • גומייה
שלבי הניסוי:

1. שופכים את השמרים לבקבוק.
2. ממלאים רבע מהבקבוק במים פושרים.
3. מוסיפים מיץ עד חציו של הבקבוק.
4. מצמידים את פיית הבלון לפיית הבקבוק באמצעות הגומייה וממתינים.

איך זה קורה?
חגית טייב, מדריכה במוזיאון המדע על שם בלומפילד בירושלים מסבירה: השמרים מפרקים את הסוכר תוך יצירת פחמן דו חמצני. הגז המשתחרר עולה מעלה, מפעיל לחץ על הבלון ומנפח אותו. כמו כן, בזמן פירוק הסוכר נוצר אלכוהול אותו ניתן להריח במהלך הניסוי.

  •  ניסוי 7: זהו הרקדן האוטומטי

חומרים:

  • בקבוק קנקל שקוף, רחוץ ומיובש היטב ופקק פלסטי תואם.
  • חוט ברזל דק (בקוטר חצי עד אחד מ"מ).
  • ניר אלומיניום דק מהסוג שמשתמשים במטבח, או סתם ניר עטיפה של שוקולדים. אם משתמשים בניר עטיפה של שוקולד שיש עליו שכבה של ניר שעווה – עדיף לקלף את ניר השעווה.
  • פלאייר לכופף את חוט הברזל, מספריים לחתוך את ניר האלומיניום, נר או כיריים של גז.
  • פיסת קלקר או פלסטיק שאפשר לחתוך ממנו כדור להכנת ראש הבובה.
  • דבק אפוקסי או אקדח דבק חם כדי להדביק את הבובה לפקק. אם אין – אפשר לעשות זאת בשעווה של נר.
  • מוט או סרגל פלסטי, פיסות ניילון ובד מסוגים שונים ליצירת חשמל סטטי.

שלבי הניסוי:
  1. חותכים חתיכת חוט ברזל באורך של כחצי מאורך הבקבוק. בקצה החוט עושים לולאה אחת ובערך באמצע החוט – שתי לולאות זו ליד זו (איור). חשוב שהלולאות יהיו פתוחות, כך שאפשר יהיה להשחיל דרכן את ניר האלומיניום.
  2. גוזרים מחתיכת הקל-קר או הפלסטיק כדור (לא מחייב דיוק) שישמש כראש לבובה. עליו להיות בגודל מתאים בכדי שיוכל לעבור דרך פתח הבקבוק. מחממים על הנר או להבת הגז את הקצה הישר של חוט הברזל ומשחילים אותו דרך ראש הבובה (איור).
  3. חממים שוב את הקצה הישר של חוט הברזל ומשחילים אותו דרך מרכז הפקק.
  4. מדביקים את חוט הברזל לפקק בעזרת דבק אפוקסי, דבק חם או שעוות נר. צריך להיזהר לא להשתמש ביותר מדי דבק כדי לא ללכלך ולסתום את הברגת הפקק.
  5. גוזרים מניר האלומיניום רצועות ברוחב של כחצי ס"מ ובאורך מתאים לידים ולרגלים. אורך הרגלים צריך להיות כזה שכאשר הבובה נמצאת בתוך הבקבוק הן לא נוגעות בתחתית. (בערך 5 ס"מ).
  6. מנקבים (בעזרת חוט ברזל) חור בקצה כל יד ורגל ומשחילים אותם בלולאות. החלק המסובך הוא להשחיל את שתי הידיים. משחילים קודם דרך הלולאה שבקצה החוט (לולאת הרגליים) ומעלים אותם למעלה עד למקומם (איור).
  7. בעדינות "משחקים" עם הידיים והרגלים ומרחיבים את החורים עד שהם תלויים בצורה רופפת וזזים בקלות לצדדים.
  8. מכניסים בזהירות את הבובה לבקבוק וסוגרים את הפקק.
  9. משפשפים את מוט הפלסטיק בפיסת בד או פלסטיק ונוגעים איתו בלולאת חוט הברזל, היוצאת מהפקק. אחרי כמה ניסיונות רואים שהבובה מתחילה "לרקוד".
  10. אם לא מצליחים כדאי לנסות לשפשף בבד או פלסטיק מסוג אחר.

 

איך זה קורה?:

הבובה שבנינו היא בעצם גרסה משופרת של מכשיר היסטורי למדידת חשמל סטטי הנקרא:"אלקטרוסקופ". חשמל סטטי (בניגוד לזרם חשמלי) הוא שם כללי למטענים חשמליים הקבועים במקום ואינם זורמים (הם סטטיים). מבדילים בין שני סוגים של מטענים חשמליים: חיוביים (ממסומנים ב+) ושליליים (מסומנים ב-). מטענים חשמליים אלו מפעילים כוחות זה על זה:

מטענים מאותו סוג (+ ו + או – ו -) דוחים זה את זה.
מטענים מסוגים שונים (+ ו -) מושכים זה את זה.

עקרון הפעולה של האלקטרוסקופ פשוט למדי: מטען חשמלי המגיע לחוט הברזל "זורם" לאורך החוט לכל חלקי הבובה ומטעין אותם (ראו באיור למעלה). לא משנה אם המטען הוא חיובי או שלילי – בכל מקרה יהיה מאותו סוג. מכיוון שמטענים דומים דוחים זה את זה – רגלי הבובה וידיה זה מזה ויתרוממו למעלה.

במכשירים המדעיים הוסיפו לוח שנתות לפני עלי ניר האלומיניום ובהתאם לזווית שבה התרחקו זה מזה אפשר היה לדעת מה עוצמת המיטען החשמלי. כדי "ליצר" את החשמל הסטטי אנו משפשפים שני חומרים שונים זה מזה. תהליך השפשוף גורם המטענים חשמליים (לרוב שליליים) לעבור מחומר אחד לשני.

 

  • ניסוי 8: הקליפה שהתקלפה
  1.  כדי לקלף ביצה בלי לגעת בה מכניסים ביצה טריה בזהירות לכלי עם חומץ (אפשר להריח ואפילו לטעום).
  2. ניתן לבחין בבועות הפחמן הדו-חמצני סביב הקליפה.
  3. כדאי להכניס גם כמה חתיכות קליפה לחומץ. כעבור שעתיים מסתכלים שוב על הקליפות.
  4. אפשר למרוח משחת שיניים על חלק מהקליפה. במקום מריחת המשחה נוצרת שכבת מגן אשר מונעת מהקליפה להגיב עם החומץ.
מה קורה כאן?
  1. הקליפה של הביצה מורכבת משתי שכבות -קליפה קשה וקרום גמיש. שק אויר מפריד ביניהן.
  2. הקליפה החיצונית של הביצה בנוייה מסידן פחמתי.
  3. החומצה (החומץ) יוצרת תגובה כימית עם קליפת הביצה ומשתחרר פחמן דו- חמצני (בועות שנוצרות מסביב לקליפה).
  4. בתום  התהליך כל הקליפה החיצונית הקשה מתפרקת בחומץ ונותר רק הקרום הפנימי שהוא גמיש ועוטף את הביצה. הקרום הגמיש נועד בעיקר להגן  על הביצה המתפתחת מחיידקים והקליפה הקשיחה נועדה לשמור על שלמות הביצה, לשמור על הסביבה המימית להתפתחות האפרוח ומצד שני מאפשרת מעבר של אוויר דרך החורים שבקליפה לאספקת החמצן הדרושה לעובר.
  5. האפרוח הבשל מצליח לבקוע את הקליפה הקשה בעזרת שן הבקיעה – זיז קשה  מעל המקור הנופל כמה זמן לאחר הבקיעה.
  6. כשמורחים משחת שיניים על חלק מהקליפה, נוצרת שכבת מגן אשר תמנע מהקליפה להגיב עם החומץ. גם השיניים שלנו מצופות בשכבת מגן – אמייל – גבישים של זרחת הסידן. חומר זה מגיב ומתפרק בחומצה.
נספחים:

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

  • יוני 2018
    א ב ג ד ה ו ש
    « דצמ    
     12
    3456789
    10111213141516
    17181920212223
    24252627282930